Оглавление: Будущее: свет по мерке ↓ Фары ↓ Отражение от сегментированных… ↓ Противотуманные фары с эллипсоидным… ↓
Освещение транспортного средства является главным элементом активной безопасности при движении в ночное время. Кроме того, из-за постоянно увеличивающейся плотности транспортного потока все более актуальной становится езда днем с включенным светом. Во многих скандинавских и восточноевропейских странах это стало обязательным правилом, данная тема постоянно дискутируется и в России. Согласно проведенным исследованиям езда с включенным светом позволила бы на 25 процентов уменьшить число аварий со смертельным исходом.
Недавно фирма Hella разработала компактную и экономичную фару для использования в качестве дополнительного оснащения. По сравнению с обычным потреблением 100 ватт при нормальном ближнем свете эти фары потребляют лишь 12 Ватт. Фары монтируются в качестве дополнительных фар в передней части автомобиля. При включении зажигания автоматически включаются только эти фары.
Будущее: свет по мерке
Насколько важными являются системы освещения, настолько же неизменным оставался их характер. Ограничиваясь чисто функциями освещения, в сущности, информацию бортовой сети они используют лишь для регулирования наклона фар. В будущем осветительная техника будет интегрирована в информационную и коммуникационную систему автомобиля. Чтобы новые системы стали реальностью, необходимы новые сетевые решения. Разрабатываются регулируемые фары и фонари, которые работают в соответствии со специальными компьютерными программами. Бортовые сети также создаются с учетом таких требований к будущим системам освещения как заблаговременно регулируемые фары, интеллектуальные задние фонари и адаптивное внутреннее освещение.
Проект Advanced Frontlighting System (усовершенствованная система переднего освещения) предусматривает, что свет будет распределяться в зависимости от изменения таких внешних условий как тип и конфигурация дороги, погодные условия и способ вождения. Благодаря изменяющемуся во времени распределению света обеспечивается наилучшие условия видимости, причем без ослепления водителей встречного транспорта. Куда бы ни поворачивал водитель, свет уже сосредоточен в нужном направлении. Эта система позволяет также задавать различно протекающие процессы перехода от яркого освещения к затененному и обратно; действительностью становится стояночный свет с широким углом освещения, поворотная фара для освещения проселочных дорог и фара для автомагистралей, обеспечивающая большую дальность видимости.
При приближении к перекрестку предусматривается широкий угол освещения, чтобы можно было заранее увидеть велосипедистов и пешеходов. При движении на повороте обычные системы освещают преимущественно края дороги. В будущем предусматривается использовать поворотный ближний свет, это позволит освещать боковую зону в зависимости от ситуации. При управлении поворотным ближним светом система обрабатывает сигналы датчиков о скорости движения и угле поворота управляемых колес. Освещение может изменяться уже до начала поворота, при приведении в действие указателей поворота.
Заднее освещение как средство связи водителя с водителями движущихся позади транспортных средств должно быть однозначным и понятным, в то же время оно никому не должно мешать. Свет задних противотуманных фар, который часто используется неправильно, может управляться автоматически с помощью электроники. Получается адаптивный задний свет, сила света заднего фонаря регулируется в зависимости от условий; в тумане или при дожде фонарь светит ярко, при ясной видимости ночью — слабее.
В будущем будут также обрабатываться сигналы антиблокировочной системы и системы регулирования устойчивости автомобиля, для того чтобы в опасной ситуации автоматически включать предупредительную сигнализацию. Освещенность может измеряться с помощью датчика, в зависимости от этого можно регулировать задний свет, сигнал торможения и свет указателей поворота. Ночью будет использоваться уровень, уменьшенный на треть по сравнению с обычным уровнем, так как глаза привыкают к темноте. Днем из-за яркого солнечного света предполагается использовать силу света, втри раза превышающею силу света, которая применяется сегодня.
Еще одно направление развития заключается в использовании интегрированных в фонари датчиков загрязнения и дальности видимости. Эти датчики будут определять на рассеивателе туман, брызги, дождь, снег и загрязнения. Кроме того, будет анализироваться расстояние и скорость следующих позади транспортных средств, в сочетании с прочими данными это позволит регулировать заднее освещение. Матричные задние фонари на светодиодах могут быть разными по форме и давать разную силу света. Можно даже спроектировать фонари различной конструкции для разных вариантов оснащения.
Внутреннее освещение обеспечивает оптимальное ориентирование в автомобиле и благодаря этому увеличивает безопасность автомобиля. Кроме того, оно должно быть частью общего дизайна салона и создавать при темноте атмосферу благополучия. Наряду со светодиодами всевозможных цветов в качестве новых источников света могут использоваться неслепящие электролюминесцентные пленки, которые уже применяются в кабинах самолетов. В частности эти пленки подходят для обозначения контуров, так как они образуют равномерно освещенные полоски. Внутреннее освещение может регулироваться в зависимости от конкретной ситуации.
Фары
Даже без учета будущих нововведений сегодняшние осветительные установки являются совершенными устройствами, в первую очередь к ним относятся главные фары. Фары содержат лампы накаливания разной конструкции. Кроме того, достаточную освещенность обеспечивают противотуманные фары, задние фонари, задние противотуманные фары, фонари освещения номерных знаков, а также плафоны.
Фара Audi А4: за прозрачным стеклом размещается несколько рефлекторов
Современная фара по возможности не должна ослеплять водителей встречного транспорта, хорошо освещать дорогу даже при высокой скорости и придавать автомобилю индивидуальный вид. К важнейшим деталям фары относится источник света, рефлектор и рассеиватель, причем современные фары обходятся без рассеивателя. Указатель поворота является составной частью фары Audi А4, по отдельности он не меняется.
В качестве источника света в фарах Audi используются галогеновые и газоразрядные лампы. Раньше использовался исключительно параболический рефлектор, теперь применяются ступенчатые рефлекторы с поверхностям, рассчитанными с помощью компьютера, а также системы с эллипсоидными фарами. Рефлекторы из жести или пластмассы покрываются тонким слоем алюминия, а также специальным слоем.
Отражение от сегментированных поверхностей или рассеиватель?
Законодатель для ближнего света предписывает специальное распределение света с ассиметричной границей светлого и темного участка, при которой максимум света концентрируется с правой стороны дороги. Чтобы выполнить это требование, обычно используется рассеиватель, который с внутренней стороны оснащается цилиндрическими линзами, призмами и параллельными поверхностями. Параллельные поверхности распределяют отражающийся от рефлектора свет в соответствующем направлении.
Однако в Audi стекло перед фарой совершенно прозрачно, то есть оно служит только для защиты и рассеивателем в собственном смысле этого слова не является. Стекло изготавливается из пластмассы, так как пластмасса в десять раз прочнее к ударам камней, чем стекло. Для защиты от царапин служит твердый слой лака. Фара такой конструкции получается примерно на полкилограмма легче обычной фары.
Отказ от применения рассеивателя стал возможен благодаря фарам с несколькими отражательными поверхностями. Эти фары производят точно заданный световой конус без линз и призм. Оптимальная форма рефлектора вычисляется с помощью компьютера по специальным математическим формулам. Определенные сегменты рефлектора соответствуют точно установленным участкам дороги. Вследствие того что это позволило достичь меньших фокусных расстояний, в пространстве, в котором раньше монтировался обычный параболический рефлектор, теперь размещаются три отдельных рефлектора для ближнего, дальнего и противотуманного света. Одновременно повышается к.п.д. фары.
Противотуманные фары с эллипсоидным рефлектором
Рефлектор, имеющий форму трехосевого эллипса, позволяет достигать высокой мощности при небольших размерах фары. Такие фары функционируют подобно диапроекторам: диафрагма, которая исполняет роль слайда, ограничивает распределение света и дает границе между светлым и темным участком. Эта граница получается особенно резкой, поэтому данная техника очень хорошо подходит для противотуманных фар. Функцию объектива исполняет линза, она проектирует распределение света на дорогу. Недавно были разработаны полиэллипсоидные системы.