Система освещения автомобиля

Любой автомобиль невозможно было бы использовать в ночное время суток, а также в условиях ограниченной видимости из-за погодных осадков, без использования осветительных приборов. Их наличие дает возможность освещать дорожное полотно, сигнализировать о выполнении маневрирования и остановке автомобиля.

В современном авто используется большое количество осветительных приборов и всех их объединяет система освещения автомобиля. Эта система выполняет несколько важнейших функций – освещение дороги и обочины, передача участникам на дороге информации об автомобиле (его габаритные размеры, направление движения, маневрирование). Также эта система обеспечивает освещение салона, грузового и подкапотного пространств. Поэтому она подразделяется на два вида – внешнее освещение автомобиля, и внутреннее.

Внешние осветительные приборы

К внешним осветительным приборам относятся – передние фары, противотуманные фары, поворотники, задние блок-фары, осветители номерного знака.

Передние фары обеспечивают освещение дороги впереди автомобиля и предоставление информации встречному и впереди идущему транспорту информации о габаритах авто. На каждом автомобиле таких фар две, и расположены они симметрично справа и слева. На большинстве автомобилей передняя фара имеет единый корпус, при этом в нем заключено сразу несколько осветительных элементов – ближний и дальний свет, габаритные огни, дневные ходовые огни. На современных моделях в корпус часто помещаются также и поворотники, хотя не всегда.

Для освещения дороги при условии, что впереди движется встречный транспорт, применяется ближний свет. Этот свет является асимметричным, что обеспечивает более лучшее освещение правой стороны трассы и обочины и неинтенсивным, чтобы не слепить водителей впереди идущего транспорта.

Дальний же свет фар тоже применяется для освещения дорожного полотна, но, лишь когда впереди нет движущегося транспорта. Этот свет является более интенсивным и мощным, позволяя осветить дорогу на большее расстояние впереди автомобиля.

Габаритные огни и поворотники

Габаритные огни предоставляют информацию водителям других транспортных средств о размерах автомобиля. Часто эти огни используются во время остановок для обозначения авто и его положения, когда головной свет тушится. Габаритные огни помимо передних фар еще располагаются и в задних блок-фарах.

Поворотники предоставляют другим водителям на дороге информацию о совершении маневрирования (поворот, смена полосы передвижения, съезд на обочину для остановки). На многих автомобилях эти осветительные приборы входят в конструкцию передних фар и задних блок-фар, но есть и модели, где поворотники располагаются отдельно и устанавливаются на бамперы. Помимо этого часто имеются еще и дублирующие поворотники на боковых частях автомобиля, а также интегрированные в зеркала заднего вида. Особенностью этих осветительных приборов является то, что все они светят желтым цветом и синхронно, причем не постоянно, а в режиме мигания. То есть, при совершении маневра вправо, водитель переводит рычаг включения поворотов вверх, при этом сразу одновременно и с одной интенсивностью мигания включаются передний, боковой, расположенный на зеркале и задний поворотники с правой стороны.

Также поворотники выполняют роль аварийной сигнализации. При ее включении начинают мигать все лампы поворотов с обеих сторон автомобиля.

ДХО и ПТФ

Дневные ходовые огни (ДХО) нужны для улучшения видимости автомобиля другим участникам во время движения днем. Отличаются от габаритных огней более ярким и интенсивным светом. Появились эти огни в системе освещения сравнительно недавно, поэтому далеко не все авто ими оборудованы. Если машина ими не оснащена, то роль этих огней может выполнять ближний свет или же ПТФ.

Противотуманные фары (ПТФ) нужны для обеспечения лучшего освещения дороги при передвижении в условиях плохой видимости и атмосферных осадков. Они обеспечивают широкий световой луч, у которого усечена верхняя часть. За счет этого свет не отражается от атмосферных осадков, и не слепит водителя, обеспечивая только освещение дороги. Спереди авто противотуманные фары используются парно, сзади же может быть установлен как один, так и два таких фонаря, допускается и полное их отсутствие. Эти фонари являются необязательным осветительным элементом, поэтому используются они далеко не на всех автомобилях. Они располагаются на автомобиле обычно ниже других осветительных приборов и монтируются зачастую в бамперы.

Задние осветительные приборы

Задние блок-фары устанавливаются на автомобиль парно. Как и спереди этот блок совмещает в себе сразу несколько осветительных приборов. Самая простая задняя фара включает в себя габаритные огни и стоп-сигнал. Также в ней дополнительно могут располагаться поворотники и фонарь заднего хода. Если на автомобиле имеются задние противотуманные фары (одна или две), то они могут быть включены в блок-фару или устанавливаться отдельно на бампер. Также к задним осветительным приборам относится фонарь освещения номерного знака.

Стоп-сигнал предназначен для передачи информации другим участникам о том, что автомобиль замедляется или останавливается. Часто помимо блок-фар на авто имеется еще и дублирующий стоп-сигнал, установленный либо на заднем стекле, либо в спойлере.

Фонари заднего хода предоставляют информацию о том, что авто будет двигаться назад, при этом они еще выполняют освещение пространства сзади автомобиля.

Внутренние осветительные приборы

Внутренняя система освещения автомобиля тоже включает в себя значительное количество приборов – салонный плафон, фонари освещения багажника и подкапотного пространства, фонари приборной доски, габаритные огни в дверях автомобиля.

Салонный плафон и фонари багажника и капота обеспечивают освещение этих частей авто в темное время суток. Также часто имеется фонарь и в перчаточном ящике. Все они просто обеспечивают дополнительную комфортабельность при эксплуатации автомобиля в ночное время.

Фонари приборной доски обеспечивают легкое считывание информации с нее во время движения ночью. Габаритные огни в дверях показывают другим участникам движения, что у автомобиля открыта дверь, что влияет на его габариты. В некоторых моделях в нижней части двери расположены подножные фонари. Их задача осветить землю в ночное время при вставании из автомобиля.

Управление системой освещения

Естественно, все осветительные приборы работают не сами по себе, ими управляет водитель, или же они включаются при выполнении определенных действий.

Для включения фар обычно применяется подрулевой переключатель или клавиша, установленная на передней панели. Первое положение – это все осветительные приборы выключены, второе – загораются габаритные огни спереди и сзади, дневные ходовые огни, освещение номерного знака и приборной панели. Третье положение – включается свет фар, при этом остальные фонари продолжают работать.

Переключение между ближним и дальним светом фар выполняется подрулевым переключателем, расположенным с левой стороны. При включении дальнего света фар на приборной панели загорается сигнальная лампа.

Поворотники тоже включаются переключателем, расположенным слева на рулевой колонке за рулем. Часто для включения поворотов и переключения света фар используется один комбинированный переключатель. Для включения аварийной сигнализации применяется отдельная клавиша, установленная на передней панели. Управление противотуманными фонарями обычно выполняется клавишей, расположенной на передней панели.

Стоп-сигнал загорается при нажатии на педаль тормоза. Для того чтобы эти осветительные приборы сработали, используется датчик включения, установленный под педалью. При нажатии она надавливает на датчик и сигнал загорается. Такой же датчик используется и на фонарях заднего хода, но установлен он возле рычага КПП. При включении задней скорости, рычаг воздействует на датчик и огни загораются.

Салонный плафон включается своим переключателем, который обычно расположен рядом с ним. Лампы освещения багажника и подкапотного пространства работают либо от датчиков (при открытии крышки багажника или капота подвижная часть датчика высвобождается, и замыкает контакты, в результате чего лампы загораются), либо от клавиш, установленных рядом с фонарями.

Для включения габаритных огней дверей и подножной подсветки тоже применяются датчики, которые при открытии двери замыкают контакты, и огни загораются.

Система освещения за все время существования претерпела немало изменений и продолжает совершенствоваться. Это повышает безопасность эксплуатации автомобиля и комфорт в темное время суток.

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.

Источник http://http://autoleek.ru/jelektrooborudovanie/sistema-osveshhenija/sistema-osveshheniya-avtomobilya.html
Источник http://http://k-a-t.ru/mdk.01.01_elektro/50-fary/index.shtml