Устройство и виды передних фар автомобиля

Центральное место в системе освещения автомобиля занимают передние блок-фары (головного света). Они обеспечивают безопасность поездок в вечернее и ночное время, освещая дорогу перед транспортным средством и информируя других водителей о приближении автомобиля.

1. Передние блок-фары: элементы конструкции
2. Ближний свет фар
3. Дальний свет фар
4. Устройство фары
5. Источник света
6. Отражатель
7. Рассеиватель
8. Виды источников света
9. Лампы накаливания
10. Галогенные лампы
11. Ксеноновые (газоразрядные) лампы
12. Светодиодные лампы
13. Инновационные разработки
14. Способы управления головным светом

Передние блок-фары: элементы конструкции

Передние фары совершенствовались на протяжении десятилетий. Вплоть до конца ХХ века на автомобили устанавливались круглые фары прожекторного типа. Однако по мере изменения эргономики и аэродинамики кузова возникла необходимость в новых решениях: круглые фары не позволяли создавать плавные, обтекаемые линии кузова. Поэтому дизайнеры и конструкторы начали внедрять новые более привлекательные формы, не уступающие по световым качествам и характеристикам.

Современная фара головного света объединяет в себе несколько устройств:

• фары ближнего и дальнего света;
• габаритные огни;
• указатели поворота;
• дневные ходовые огни.

Единая конструкция носит название блок-фара. В дополнение к ней на передней части автомобиля могут устанавливаться противотуманные фары (ПТФ), обеспечивающие безопасность поездки в условиях недостаточной видимости.

Ближний свет фар

В зависимости от дорожных условий, в темное время суток могут использоваться фары ближнего или дальнего света.

Ближний свет фар обеспечивает освещение дорожного полотна на 50-60 метров перед автомобилем. Также фары освещают правую обочину.

Ближний свет не должен доставлять дискомфорта водителям встречных транспортных средств. Если же ваша машина ослепляет других автомобилистов, значит, фарам требуется регулировка.

В мире приняты две системы светораспределения потока – европейская и американская. Каждая из них имеет свои особенности в структуре и принципах формирования пучка.

Нить накала в фарах американских автомобилей располагается немного выше горизонтальной плоскости. Световой поток делится на две части, одна из которых освещает дорогу и обочину, а вторая направляется в сторону встречного автомобильного движения. Чтобы фары не слепили водителей, изменяется глубина отражателя, формирующего нижнюю часть светового пучка.

В европейских транспортных средствах нить накаливания расположена выше фокуса отражателя и заслонена специальным экраном, препятствующим попаданию светового потока на нижнюю полусферу. Благодаря такой системе фары европейского типа более комфортны для автомобилистов, едущих навстречу. Световой поток направляется вперед и вниз, непосредственно на дорожное покрытие перед автомобилем.

Дальний свет фар

Дальний свет фар отличается наибольшей интенсивностью и яркостью светового потока, выхватывая из темноты 200-300 метров дорожного полотна. Он обеспечивает максимальную дальность освещения дороги. Но использовать его можно только в том случае, если в зоне видимости перед автомобилем нет других машин: слишком яркий свет ослепляет водителей.

Снизить отрицательный эффект дальнего света помогает система адаптивного освещения, которая в качестве дополнительной функции устанавливается на некоторые современные автомобили.

Устройство фары

Вне зависимости от вида передних фар, можно выделить три основных элемента, обеспечивающих работу оптики.

Источник света

Источник света – главный элемент любой фары. Наиболее распространенным источником в передних блок-фарах являются галогенные лампы. Относительно недавно конкуренцию им составили ксеноновые лампы, а еще позже – светодиодные устройства.

Отражатель

Отражатель изготавливается из стекла или пластмассы с небольшим напылением алюминия. Главная задача элемента – отражать световые потоки, исходящие от источника, и усиливать их мощность. Направлять луч света в заданном направлении помогают корректоры и световые экраны.

По характеристикам отражатели можно разделить на три основных типа.

1. Параболический отражатель. Самый доступный вариант, отличающийся своей статичной конструкцией. Фары с таким устройством нельзя корректировать, изменяя яркость, интенсивность и направление световых лучей.
2. Рефлектор свободной формы. Имеет несколько зон, отражающих отдельные части светового пучка. Свет в таких фарах остается статичным, но при рассеивании отмечается гораздо меньшая светопотеря. Также свет фар с рефлектором свободной формы является более комфортным для других водителей.
3. Эллипсоидный отражатель (линзовая оптика) – наиболее дорогой, но в то же время самый качественный вариант, исключающий светопотерю и ослепление других водителей. Рассеиваемый поток света усиливается с помощью эллиптического светоотражателя, а затем перенаправляется во второй фокус – специальную перегородку, вновь собирающую свет. От щитка поток повторно рассеивается в сторону линзы, которая собирает свет, усекая или перенаправляя его. Главный недостаток линзы в том, что при активной эксплуатации автомобиля ее стабильность может понизиться. Это, в свою очередь, приведет к неисправностям или светопотерям. Устранить недостаток можно будет только при помощи профессиональной корректировки линз, выполняемой в автосервисе.

Рассеиватель

Рассеивателем света в автомобиле является внешняя часть фары, выполненная из стекла или прозрачной пластмассы. На внутренней стороне рассеивателя располагается система линз и призм, размер которых может варьироваться от миллиметра до нескольких сантиметров. Основная задача данного элемента – защитить источник света от внешнего воздействия, рассеить пучок, направив поток в заданном направлении. Регулировать направление света помогает разная форма рассеивателей.

Виды источников света

В современных автомобилях можно выделить несколько видов фар в зависимости от применяемых источников света.

Лампы накаливания

Наиболее простой и доступный, но уже устаревший источник – это лампы накаливания. Их работу обеспечивает вольфрамовая нить, находящаяся в безвоздушной стеклянной колбе. Когда в лампу поступает напряжение, нить нагревается и от нее начинает исходить свечение. Однако при постоянной эксплуатации вольфрам имеет свойство испаряться, что в итоге приводит к разрыву нити. По мере развития новых технологий лампы накаливания не выдержали конкуренции и перестали использоваться в автомобильной оптике.

Галогенные лампы

Несмотря на то, что принцип работы галогенных ламп схож с лампами накаливания, срок службы галогенок – в разы дольше. Увеличивать продолжительность работы ламп, а также повышать уровень освещения помогают пары галогенного газа (йода или брома), закачанные внутрь лампы. Газ взаимодействует с атомами вольфрама на нити накаливания. Испаряясь, вольфрам циркулирует по колбе, а затем, соединяясь с нитью накаливания, вновь оседает на ней. Такая система позволяет продлить срок службы лампы до 1 000 часов и более.

Ксеноновые (газоразрядные) лампы

В ксеноновых лампах свет образуется благодаря нагреву газа под высоким напряжением. Однако розжиг и питание лампы может осуществляться только с помощью специального оборудования, увеличивающего итоговую стоимость оптики. Но затраты оправданы: ксеноновые фары способны прослужить 2 000 часов и более.

Наиболее часто в системе головного света используются би-ксеноновые фары, совмещающие в себе ближний и дальний свет.

Светодиодные лампы

Светодиоды – наиболее современный и набирающий популярность источник света. Срок службы таких ламп достигает 3 000 и более часов. При наименьшем потреблении энергии, светодиоды способны обеспечивать достаточный уровень освещенности. Такие лампы активно используются как во внешней, так и во внутренней системе освещения автомобиля.

В передних блок-фарах светодиоды стали применяться с 2007 года. Для обеспечения нужного уровня яркости света, в головные фары устанавливается сразу несколько сегментов светодиодных источников. В некоторых случаях передние фары могут включать в себя до двух-трех десятков светодиодов.

Инновационные разработки

Не исключено, что в будущем современные источники света будут вытеснены новыми разработками. Например, инновационной технологией являются лазерные фары, которые впервые были применены на автомобиле BMW i8. В качестве источника освещения в фаре применяется лазер, который светит на покрытую фосфором линзу. В результате образуется яркое свечение, направляемое отражателем на дорожное полотно.

Срок службы лазера сопоставим со светодиодами, но яркость и энергопотребление – в разы лучше.

Стоимость комплекта лазерных фар головного света начинается от 10 000 евро. Данная цена сопоставима со стоимостью бюджетного автомобиля.

Еще одна современная разработка – матричные фары, созданные на основе светодиодных источников света. В зависимости от дорожной обстановки автомобиль может автоматически настраивать работу каждой секции светодиодов в отдельности. Такая настройка помогает обеспечить отличное освещение даже в сложных условиях недостаточной видимости.

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.

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.

Различия светодиодных, галогенных и ксеноновых ламп для головного света авто

Сравниваем освещение галогенных, ксеноновых и диодных автоламп в головном свете фар

Мы уже не раз говорили о том, что светодиодные автолампы пользуются достаточно большим спросом у покупателей. Есть откровенные «недоавтолапмы», но есть и вполне сносные. Мною был проведен уже не один тест и могу с полной уверенностью сообщить, что действительно хороших LED автоламп в головной свет очень и очень мало.

Как только на рынке появились led лампы в фары, многие стали сразу же их приобретать. Первое впечатление от таких световых приборов — положительные. Очень ярко. Но это только до тех пор, пока Вы не завернете на дорогу и не станете светить «в небо».

• Основные характеристики галогеновых ламп в головные фары авто
• Характеристики ксеноновых ламп в головной свет фар авто
• Минусы ксеноновых ламп в фары головного света авто
• Характеристики светодиодных ламп в головной свет фар авто
• Минусы светодиодных ламп в авто для головного света
• Сравнение освещения дороги светодиодными лампами, галогенными и ксеноновыми типа H4
• Выводы о LED, ксеноновых и галогенных лампах в авто для головного света

Основные характеристики галогеновых ламп в головные фары авто

Подавляющее большинство автомобилей в РФ используют галогеновые лампы в фарах. Они пришли на смену обыкновенной прожорливой лампе накаливания. Конструкция галогеновых ламп полностью повторяет лампу накаливания, в некоторых случаях колбы видоизменяется. Внутрь закачивается газ. Основным отличием от ЛН стал увеличенный срок службы и и более мощный световой поток.

Не долго производители сего чуда радовались и потирали руки в предвкушении прибыли. Очень быстро их стали заменять ксеноновые лампы, а затем и светодиодные.

Не смотря на то, что эти лампы более мощные, долговечные, осталась не малая армия приверженцев как ламп накаливания так и галогенных в головной свет фар.

Характеристики ксеноновых ламп в головной свет фар авто

Главным преимуществом ксеноновой ( газоразрядной HID (High Intensity Discharge) ) лампы стоит назвать свет. Вернее ее мощность. По сравнению с обычными галогенками мы можем получить в 2-3 раза больше света при той же мощности. В зависимости от производителя и технологии световой поток ксенона составляет от 1800 до 3500 люменов. Галогенная же, в свое время, выдает не больше 1500 Лм.

Цветовая температура любых ксенонов варьируется от теплого оттенка 3500К до холодного 8500К. Русским языком — от желтого до фиолетового.

Большим спросом у покупателей пользуются ксенонки с температурой от 4500 до 6000К. Обуславливается это тем, что дневной свет наиболее предпочтителен для глаза и его цвет составляет порядка 5500К. Именно дневной свет не напрягает глаза и не сильно утомляет водителя.

Ксеноновые лампы более живучи по сравнению с галогенками — порядка 2-3 тысяч часов вместо 1000 галогенной. Такой срок обусловлен отсутствием нити накаливания в газоразрядных и соответственно полная индеферентность к встряске на дорогах.

Ксеноновые лампы выделяют меньше тепла по сравнению с галогенами. А это не приводит к пожелтению или оплавлению фар. Вроде бы все так хорошо и прекрасно. Но и в этой технологии есть минусы и достаточно серьезные.

Минусы ксеноновых ламп в фары головного света авто

Первое и немаловажное — цена. Ксенон как был, так и остался дорогим. И если сами лампы не столь дороги, то блоки питания (розжига) — один из основных ценообразующих фактора.

Второе — ксеноновые лампы при замене необходимо менять парами. Спектр новой и отработавшей год-два лампы будет очень сильно разниться, а это будет нервировать водителя.

Балластный блок ( блок розжига ) находится под большим напряжением — 80 В. А для разогрева лампы требуется не менее 25000В. Думаю понятно, что бортовая сеть наших авто предназначена на 12-24В. И какие опасности могут нести блоки. Особенно китайские.

Задержка на включение. Во время включения ближнего света фар проходит порядка 1-2 секунд, которые требуются для розжига газа в колбе. Это не очень приятно, когда нужно срочно ехать… Кто-то скажет, что такое 1 секунда? Да. Это мало. Но меня очень сильно бесит… Очень… Я вообще, по своей сути не очень терпеливый человек), мне надо все быстро. Быстро жить, быстро двигаться… Но мы отвлеклись. Перейдем к основным характеристикам светодиодных ламп в головной свет фар.

Характеристики светодиодных ламп в головной свет фар авто

Светодиодные автолампы. Про них уже говорено много. Множество отзывов, как положительных, так и отрицательных. Есть приверженцы этого света, но есть и ярые противники. Но даже, не смотря на большое количество негативных отзывов, led автолампы потихоньку завоевывают свое место под солнцем. Идет постоянная их разработка, увеличение яркости, модификации и т.п.

КПД диодных ламп составляет не менее 95 процентов. Яркость достигает до 3000 Лм. Относительно малое потребление энергии.

Не стоит думать, что если Вы воткнете современные, самые дорогие лампы в свою шкоду 1990 года выпуска, то получите просто ошеломляющий эффект. Вы ничего не получите кроме разочарования и геморроя как самому себе, так и окружающим.

Лампы будут светить куда угодно, только не на дорогу. И это не от того, что плохие лампочки, а от того, что они не предназначены для Вашего типа фар. Существует много мнений, что диодные лампы плохие. На данное утверждение я отвечаю всегда примерами, которые Вы можете найти на просторах Интернета, — засилие новых, модных автомобилей со светодиодным освещением. Или Вы, горе эксперты, считаете себя умнее инженеров Филипс и Осрам. Вам уже давно дали понять, что диодные лампы сами по себе будут светить сносно только в определенных «старых» фарах, т.к. для получения хорошего пучка, нужного раскрыва и угла для диодных автоламп используется совершенно другая оптика, что мы можем видеть на последних моделях БМВ, где используется прогрессивная система освещения, выполненная на диодах.

Минусы светодиодных ламп в авто для головного света

Минусов несколько и они достаточно существенные.

Первое, большой нагрев. Мало того, чипы сами по себе нагреваются при работе достаточно сильно, тепло в подкапотном пространстве также негативно влияет на кристаллы диодов.

Второе, необходима достаточно мощная система охлаждения, дабы излишнее тепло не приводило к быстрой деградации чипов.

Как только мы начинаем придумывать мощные радиаторы, кулеры и т.п., то можем получить размер, который может абсолютно не подойти к определенным маркам из-за своей длины и компактного размещения компонентов двигательном отсеке.

Третье, достаточно сложно подобрать нужную лампу, с нужным свечением. Могут «бить» куда угодно, только не на дорогу. Это особенно ярко видно на китайских чудо лампах.

Сравнение освещения дороги светодиодными лампами, галогенными и ксеноновыми типа H4

Для наглядности посмотрим на качество света «правильных» светодиодных ламп, по сравнению с галогенными и ксеноновыми. Были выбраны следующие типы H4. В качестве светодиодной была выбрана наиболее распространенная, дорогая и действительно, наиболее приближенная по характеристикам лампа IPF.

Посмотрим на сравнительную картинку.

На фото мы можем видеть, что особой разницы нет между ксеноновой и диодной. А если присмотреться, то ксеноновые , все-таки, не много получше будут, по раскрытию. Я упоминал ранее, что революционных значений мы не получим, т.к. диодные еще далеки от совершенства. Но то, что они практически приближены к ксеноновым, это уже радует. Естественно, что не смотря на идентичные показатели по световому полю, мы имеем значительно меньший нагрев, меньшее потребление и действительно долгий срок службы. К минусам стоит отнести только высокую цену. Даже «галка» в сторону обочины выдержана в соответствии с ГОСТом.

Теперь же посмотрим на сравнение галогенной и «не правильных» диодных ламп. Диодные лампы взяты не понятного китайского производителя, которых полным-полно на различных китайских площадках и которые можно приобрести за 30 рублей за кг. У таких «горе-ламп» нет ни четкого пятна, ни тем более галки. Т.е. и слепить будут встречку и освещать все, что угодно, только не трассу.

https://techautoport.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/sistema-osvescheniya/perednie-blok-fary.html

Различия светодиодных, галогенных и ксеноновых ламп для головного света авто