Что полезно знать о фарах и оптике
Стандарты ECE, DOT и JDM
Фары (или световые приборы), удовлетворяющие европейским требованиям "ECE" (Economic Commission of Europe, ЕЭК/ООН), обозначаются литерой E и цифрами в кружке. Цифра указывает на страну, сертифицировавшую данный продукт (1 - Германия, 2 - Франция, 3 - Италия,.., 22 - Россия). Правилами как ECE, так и DOT регламентируется лишь регулировка ближнего света.
Для света «европейских» автомобилей с 1957 года установлена «четкая» светотеневая граница с асимметричным светораспределением (правая часть поднимается вверх под углом 15°, обеспечивая акцентированное освещение правой обочины). Кроме того, стандарт ЕЭК предписывает более низкий допустимый уровень ослепления встречных водителей, чем, например, в США.
*прим-1: в странах с левосторонним движением, например, в Великобритании с кодом страны 11, требования могут зеркально отличаться;
**прим-2: в целом, исключая зеркальность левосторонних движений, в правилах светотехники ряд стран постепенно мигрируют к европейским стандартам: Великобритания в конце 1970-х, Австралия в 1980-х, Япония в 1990-х.
В отличие от европейских, свет североамериканских фар распределяется почти симметрично. Световые приборы, предназначенные для США, маркируются аббревиатурой DOT (Department Of Transport, Министерство транспорта США). Поскольку DOT обращает повышенное внимание на освещение дорожных знаков и разметки, в итоге это выражается в более высоком допустимой уровне бликов (эффекте ослепления) для встречного транспорта. К тому же, в США фары положено регулировать только по вертикали.
Световые приборы, предназначенные для внутреннего рынка японских автомобилей (JDM, Japan Domestic Market) рассчитаны на левостороннее движение, и по сути, удовлетворяют зеркальной копии ECE.
Три типа автомобильных фар
Параболические - самыми распространенными являются обычные фары с параболическим отражателем. Их особенность - лампочка расположена в фокусе (фокальной точке), благодаря чему отражатель направляет пучок света вдоль оси (удобно для дальнего света). Рассеиватель расширяет луч горизонтально. Полезный выход света ("к.п.д.") таких фар - около 27%.
FF-рефлекторы - эллиптический отражатель "свободной формы" (free form, freie flechen). Просчитанная на компьютере поверхность рефлектора поделена на отдельные сегменты, каждый из которых отвечает за свою часть освещаемого пространства. Луч распределяется более целенаправленно и повышается его дальность, а "к.п.д." достигает уже около 45%.
Прожекторные. Все больше моделей автомобилей отходят от традиционных параболических фар, начинающих сильно проигрывать в эффективности. Производители начинают предпочитать фары с эллипсоидными отражателями - именуемые в народе точечной или линзовой оптикой. Лучи лампы, находящейся в первом фокусе, собираются во втором и затем попадают в собирающую линзу. Впервые «линзовые» фары ближнего света появились в 1986 году на «семерке» BMW. Лучи, собираясь во втором фокусе отражателя, «подрезаются» экраном, который обеспечивает заданную светотеневую границу, а затем еще раз фокусируются линзой. Их к.п.д. (особенно второго поколения) уже начинает превышать 50%. При этом вместе с прекрасно сфокусированным ярким светом линзовая оптика старается оберегать от него глаза встречных водителей, не допуская опасного засвечивания встречной полосы (но об этом ниже).
Преимущества прожекторных фар:
- повышенная светоотдача при лучшей экономичности.
- улучшенная видимость, большая безопасность и обзорность.
- современный стиль вид автомобиля.
Недостатки: как правило, довольно высокая стоимость.
Светотеневая граница
По нормативам большинства стран, одной из важнейших характеристик световых приборов автомобиля служит так называемый "светотеневая граница" (ближнего света) - условная линия там, где луч ваших фар кончается, переходя в почти полную темноту впереди на дороге. Как видно из рис., линия асимметричная: луч справа заходит несколько дальше левого.
Можно добавить сюда еще одну иллюстрацию, по которой видно, что правая фара "бьет" ярче и дальше, а левая - ровно настолько, чтобы не слепить встречный транспорт. Это стандартный европейский образец светового пятна для правостороннего движения - справа оно длиннее, чтобы лучше освещать обочину - именно там, где можно ожидать, например, внезапного появления неожиданной фигуры или выбегающих детей. Очевидно, что реализация подобного сложного светового профиля - не самое простое дело, и ясно также, что качество автомобильных фар сегодня во многом зависит от совершенства технологий изготовителя и от их точной настройки.
Как устроена "линзовая оптика"
Термин "линзовая" подразумевает, что в фаре сейчас есть линза - она позволяет с меньшей поверхности отражателя получить световой пучок, превосходящий по свойствам обычный. В целом фара прожекторного типа - это оптическая система, состоящая из отражателя эллиптического типа, экрана (шторки) и выпуклой (сферической либо эллиптической) линзы. Вся конструкция напоминает проектор, который просто вставили в фару и прикрыли снаружи прозрачным стеклом или рассеивателем.
Здесь лучи источника света, находящегося в первом фокусе системы, отражаются эллиптическим рефлектором и собираются во втором фокусе, где, "обрезанные" экраном, затем проецируются линзой на дорогу.
Что именно отсекает свет сверху?
Отсечение верхнего света, в особенности мешающего полосе встречного движения, является требованием ECE с 1957 г. В линзовой оптике, хотя общий вид луча создает отражатель, за отсечение верхнего света отвечает помещенный во втором фокусе системы экран, задающий в конечном итоге светотеневой горизонт. Кто-то спросит, почему экран (на рис.) снизу, если свет нужно обрезать сверху? Все просто как физика: проекторы переворачивают "то, что проецируют".
Поскольку предписано "резкое отсечение", экран находится в фокальной точке отражателя, позволяя поддерживать максимальные яркость и контраст луча вблизи самой границы светотени. Частично свет, поглощаемый экраном, переходит в тепло, а отраженный - способен создавать паразитные ореолы. Однако в целом, по сравнению с обычными фарами, линзованные системы обеспечивают более "жесткий" светотеневой горизонт, и соответственно, более адекватно (в серийных условиях) удовлетворяют требованиям европейских дорожных нормативов.
О настройке линзовых систем
Из предыдущего ясно, что линзовые приборы требовательнее к точности и настройке. Но, если фары серийные (в частности, "родные" для автомобиля), можно вполне доверять настройкам изготовителя.
В иных случаях даже незначительные отклонения могут вести к тому, что свет фар станет опасным для встречных водителей, плюс может существенно ухудшить вашу собственную видимость. К примеру, скорее всего, немногие заметят разницу, если повернуть обычную фару на 4 градуса. Но поверните на 4 градуса луч линзовой оптики - вы тут же обнаружите, что с вашим светом что-то не в порядке, не говоря о других людях.
Как известно, яркость светового потока ксеноновых ламп примерно вдвое выше обычных, и фары могут стать источником сильнейшего ослепления. Поэтому правила ЕЭК недавно дополнены требованием, чтобы линзованная оптика обязательно имела автоматическую систему регулировки светового пучка в вертикальной плоскости (Automatic Level adjuster), а также омыватель фар.
Почему омыватель так обязателен, может показаться странным, однако это вытекает из результатов исследований фирм Alferdinck, Hella, Bosch и др., а именно: грязь, накапливающаяся на линзах фар, потенциально увеличивает эффект ослепления до 300% по сравнению с чистыми линзами. Особенно это актуально для фар повышенной яркости. В настоящее время все серийные автомобили оснащаются необходимыми устройствами.
Сообщение от Bender
Ребята, объясните в чем преимущества линзовой оптики в фарах, кроме привлекательного вида? Какие они бывают? Означает ли что если линза значит 100% ксенон?
Ваши права
Цитата
Социальные закладки