Освещение в автомобиле

Освещение на автомобиле появилось с мо­мента его изобретения. Сначала это были свечи, затем начали использовать керосино­вые и карбидные лампы, сегодня эти лампы можно было бы классифицировать как га­баритные огни. Вот о том, что представляет собой освещение в автомобиле, мы и поговорим в этой статье.

Этапы развития автомобильного освещения

Давайте посмотрим важные эта­пы развития освещения в автомобилях:

• Получение асимметричной картины ближ­него света фар, которая характеризуется (при правостороннем движении автомоби­лей) растянутым визуальным диапазоном вдоль правой стороны дороги (1957);
• Появление новых систем фар, имеющих сложные геометрические конфигурации (PES, полиэлипсоидная система, поверх­ности произвольной формы, многогран­ные отражатели) и позволивших повысить эффективность освещения на 50% (1985);
• Система фар Litronic с газоразрядными лампами (ксеноновые лампы со светя­щейся дугой), дающих более чем вдвое больше света по сравнению с аналогич­ными галогеновыми лампами (1990);
• Системы адаптивного освещения (AFS) с движущимися, динамическими PES- модулями (полиэлипсоидная система) или статическими, активируемыми отражате­лями для поворота (2003).

Освещение в передней части автомобиля

Основной функцией фар головного света яв­ляется освещение дороги, с тем чтобы води­тель мог видеть транспортную обстановку и в нужное время выявлять на дороге любые пре­пятствия и опасности. Головные фары также служат для обнаружения автомобиля води­телями транспортных средств, движущихся навстречу. Фонари указателей поворотов ин­формируют водителей других транспортных средств о намерениях изменить направление движения или о наличии опасных ситуаций.

К головным фарам и другим световым при­борам относятся:

• Фары ближнего света;
• Фары дальнего света;
• Противотуманные фары;
• Дополнительные лампы;
• Фонари указателей поворота;
• Стояночные фонари;
• Габаритные фонари (для широких авто­мобилей);
• Дневные ходовые огни (если этого тре­буют законы отдельных стран).

Освещение в задней части автомобиля

Приборы освещения, расположенные в зад­ней части автомобиля, включаются в соответ­ствии с погодными условиями и служат для указания местоположения автомобиля. Они, также информируют о характере и направле­нии движения автомобиля (например, движе­ние по прямой с торможением или без, либо намерение водителя изменить направление движения, либо сообщение о существовании опасной ситуации). Фонари заднего хода освещают дорогу при движении автомобиля задним ходом или при разворотах.

К лампам, расположенным в задней части автомобиля, относятся:

• Лампы сигнала торможения;
• Задние фонари;
• Задние противотуманные фонари;
• Лампы указателей поворота;
• Стояночные фонари;
• Габаритные фонари;
• Лампы света заднего хода;
• Лампы освещения номерного знака.

Освещение в салоне автомобиля

При разработке системы освещения салона предпочтение отдается надежности работы и легкости доступа к выключателям, а также качеству обеспечения водителя достаточной информацией о рабочем состоянии автомо­биля (с минимально возможной степенью отвлечения водителя от процесса вождения автомобиля). Эти приоритеты диктуют необ­ходимость эффективно освещенных панелей приборов и дискретного освещения для раз­личных секторов управления (таких как аку­стические и навигационные системы), где они удовлетворяют главному требованию — расслабленное и безопасное управление ав­томобилем. В зависимости от потребности могут применяться различные оптические и звуковые сигнализаторы для водителей.

Правила, стандарты и оборудование

Коды и символы сертификации, Европа/ЕЭК

Использование автомобильных приборов освещения подчиняется национальным и международным нормам, в соответствии с ко­торыми эти приборы должны изготовляться и испытываться. Для каждого типа осветитель­ного оборудования существует специальный код и символ, который должен быть нанесен на оборудование и быть хорошо читаемым. Предпочтительно наносить коды и символы на такие места, чтобы при открытом капоте они были хорошо видны — такие как рассеиватели фар и других ламп, а также детали блоков фар. Это положение также применимо к за­меняемым фарам и приборам освещения.

Если на каком-то компоненте освещения имеется такой код или символ, это значит, что он проверен технической инспекцией, напри­мер, в Германии – это, Институт осветительных технологий Университета Карлсруэ, и серти­фицирован лицензионным органом (в Герма­нии — Федеральное бюро автотранспорта). Все приборы серийного производства, на которые нанесен специальный код или символ, должны во всех аспектах соответствовать принятым нормам. Примеры символов:

E1 — знак сертификации ЕЭК (ЕСЕ),

e1 — знак сертификации ЕС (EU).

Цифра 1 после буквы означает проведенное типовое испытание и сертификацию согласно Правилам ЕЭК (Европейской экономической комиссии) для Германии с признанием во всей Европе. В Европе установка всех при­боров освещения автомобиля и визуально воспринимаемых сигнализаторов подчиня­ется не только национальным нормативным предписаниям, но также и общеевропейским нормам (ЕЭК: вся Европа, ЕС, Новая Зеландия, Австралия, ЮАР и Япония). В условиях про­исходящего объединения Европы введение норм в значительной мере упрощается путем гармонизации директивных предписаний и принятых законов.

Правостороннее или левостороннее движение

Правила ЕЭК аналогичным образом применя­ются к право- и левостороннему движению. Технические требования к освещению зер­кально отображаются вокруг центрального перпендикуляра окна испытаний (см. рис.3)

Согласно Венской Конвенции 1968 года, при передвижении по странам, где транспорт движется по противоположной стороне до­роги, все участники движения обязаны при­нять меры по предотвращению ослепления встречного транспорта ночью из-за асим­метричности светового пучка. Этого можно добиться либо с помощью наклеивания спе­циальных полосок, предоставляемых авто­производителями, либо с помощью двухпо­зиционных выключателей в фарах (в случае с PES).

Правила для США

В США приборы освещения соответствуют нормам, которые в значительной степени от­личаются от принятых в Европе. Принцип собственной сертификации продукции за­ставляет каждого производителя, выступаю­щего в качестве импортера приборов освеще­ния, гарантировать, а в особых случаях и приводить доказательства того, что его про­дукция на 100% соответствует FMVSS 108 (Федеральному стандарту по безопасно­сти движения транспортных средств), изло­женному в Федеральном Реестре. Единый порядок утверждения приборов освещения в США отсутствует. Стандарт FMVSS 108 ча­стично основывается на промышленном стандарте SAE.

Модернизация и конверсия

Автомобили, импортируемые в Европу из других регионов, должны подвергаться мо­дификациям, чтобы соответствовать евро­пейским директивам. Это, в частности, отно­сится к осветительному оборудованию. В качестве прямой замены можно использо­вать идентичные компоненты, предлагаемые для европейского рынка. Другие решения, такие как изделия из розничной торговли и, в некоторых случаях, оставление оригиналь­ного оборудования, требуют инженерного заключения. В Германии ст. 22а StVZO (Пра­вила регистрации транспортных средств) предписывает наличие «Сертификатов при­ближения» для осветительного оборудова­ния. Такие сертификаты выдаются Институ­том осветительных технологий Университета Карлсруэ.

Последующие изменения сертифицирован­ных фар и патронов ламп аннулируют сер­тификацию и, следовательно, общий допуск автомобиля к эксплуатации.

Источники света на автомобиле

В отношении автомобильных источников света различают термолюминесцентные из­лучатели (термо-излучатели) и электролюминесцентные излучатели. Внешние элек­тронные оболочки атомов могут поглощать определенное количество энергии путем воз­буждения (потребление энергии). Переход оболочки с более высоких на более низкие энергетические уровни каждый раз сопрово­ждается выделением кванта света.

Тепловые излучатели

Энергетический уровень кристаллографиче­ской системы повышается за счет тепловой энергии. Эмиссия является непрерывной в широком диапазоне длин волн. Общая излу­чаемая мощность пропорциональна 4-й сте­пени абсолютной температуры (закон Стефана-Больцмана). С ростом температуры максимум кривой распределения смещается в сторону более коротких длин волн (закон смещения Вина).

Лампы накаливания

Лампы накаливания с вольфрамовыми ни­тями (температура плавления 3660 К) также являются тепловыми излучателями. Испаре­ние вольфрама и последующее неблагопри­ятное потемнение колбы лампы ограничи­вают срок ее службы.

Галогенные лампы

Галогенный наполнитель (йод или бром) в лампе позволяет поднять температуру нити до близкой к температуре плавления вольфрама. Ближе к нагретой стенке колбы испаряющийся вольфрам соединя­ется с газонаполнителем, образуя галоге­нид вольфрама — газообразное вещество, передающее световые лучи и стабильное в диапазоне температур от 500 до 1700 К. Поступая к нити накаливания благодаря конвекции, оно распадается под действием высокой температуры и образует на нити накаливания равномерный вольфрамовый осадок. Для поддержания этого процесса внешняя температура колбы должна быть около 300 °С. Стенка колбы, изготавливае­мая из кварцевого стекла, должна распо­лагаться вблизи нити накала. В колбе можно создавать высокое давление напол­нения, затрудняющее испарение воль­фрама.

Газоразрядные лампы

Газоразрядные лампы являются электролюминесцентными излучателями и отличаются более высокой световой эффективностью. Возбуждение атомов, испускаемых газом, сопровождается столкновениями, проис­ходящими между электронами и атомами газа. Атомы, возбуждаемые во время этого процесса, отдают свою энергию в виде све­тового излучения. Газоразрядные лампы от­личаются повышенной светоотдачей.

Примеры газоразрядных ламп: флуоресцентные лампы (освещение интерьера), на­триевые лампы низкого давления (уличное освещение) и фары транспортных средств (Litronic).

Светодиоды

Светодиод или LED является электролюминесцентной лампой. Благодаря своей проч­ности, высокой энергетической эффектив­ности, быстрому отклику и компактности светодиоды используются как источники света и подсветки в широком спектре об­ластей. Они используются в салонах авто­мобилей для освещения, в качестве индика­торов и для подсветки дисплеев. Снаружи светодиоды устанавливаются, в частности, в дополнительных фонарях стоп-сигналов и задних фонарях и с дальнейшим ростом их световой отдачи могут все больше исполь­зоваться в лампах, применяемых в передней части автомобиля.

Автомобильные лампы

Сменные лампы накаливания для систем освещения автомобилей должны быть серти­фицированы согласно ЕСЕ R37, сменные газоразрядные источники света — в соответ­ствии с ЕСЕ R99. Другие источники света, не отвечающие этим требованиям (светоди­оды, неоновые трубки, специальные лампы) могут использоваться, но устанавливаться должны как фиксированный компонент лампы или «световой модуль».

Лампы, отвечающие требованиям ЕСЕ R37, обычно бывают рассчитаны на 12 В, некото­рые лампы могут быть рассчитаны на 6 В и 24 В (табл. «Спецификация основных ламп автомобилей» ). Во избежание путаницы раз­личные типы ламп идентифицируются фор­мами цоколя. У ламп с одинаковым цоколем, но с разным рабочим напряжением должна быть маркировка напряжения. Подходящий тип лампы в любом случае должен обозна­чаться на световом оборудовании.

Повышение напряжения у галогенных ламп на 10% сокращает срок службы на 70% и уве­личивает световой поток на 30% (рис. «Влияние рабочего напряжения на некоторые параметры галогенных ламп» ).

Световая отдача показывает уровень фотометрического к. п. д. лампы и является одним из основных параметров лампы. Для ламп без галогенного эффекта светоотдача находится в пределах 10-18 лм/Вт. Более вы­сокая светоотдача галогенных ламп, состав­ляющая 22-26 лм/Вт, в основном является следствием повышенной температуры нитей накала. Газоразрядные лампы обеспечивают уровень световой отдачи порядка 85 лм/Вт в целях существенного улучшения характе­ристик ближнего света фар.

Сегодня световая отдача светодиодов до­стигает порядка 50 лм/Вт (светодиоды с вы­соким энергопотреблением) или 100 лм/Вт (светодиоды с низким энергопотреблением). В ближайшие несколько лет ожидается уве­личение световой отдачи на 25%.

Система освещения и световой сигнализации автомобиля

Автомобильная светотехника за свою историю прошла долгий эволюционный путь и продолжает совершенствоваться.

Изначально машины не имели вообще никаких фар, хотя, по правде сказать, сами машины на заре своего существования ещё были настолько несовершенны, что даже езда в дневное время была экстремальным занятием.

Первыми фонарями транспортных средств стали обычные керосиновые лампы, которые не освещали дорогу, а просто обозначали присутствие. Ближе к концу XIX века ситуация заметно улучшилась — система освещения автомобиля получила ацетиленовые фары, которые являются вполне эффективными приборами, но хлопот с ними водители хлебнули немало. Эра электрической светотехники стартовала в 10-х годах ХХ века.

По сути, в те годы это были обычные прожекторы, интенсивность света которых не регулировалась, но данную проблему инженеры решили довольно быстро.

Современная светотехника транспортных средств очень технологична. Производители машин активно используют галогеновые, ксеноновые, светодиодные и даже лазерные фары и фонари, управляемые интеллектуальной электроникой. Давайте рассмотрим устройство системы освещения автомобиля, распространённое в наши дни.

Устройство и работа системы освещения и световой сигнализации автомобиля КамАЗ-5320

Система освещения и световой сигнализации включает в себя фары головного и ближнего света 3, 7 (ем. рис. 3.1), противотуманные фары 4, 6, передние фонари и указатели поворотов 2, 8, боковые повторители 1,9 указателей поворотов, фонари б автопоезда, задние фонари 82, 88, фонари заднего хода 83, 87, плафоны 64, 71 кабины, вещевого ящика, подкапотную 15 и переносную лампы, лампы освещения шкалы приборов;

встроенные контрольные лампы, сигнализирующие о включении дальнего света фар, предельном падении давления масла, перегреве охлаждающей жидкости в двигателе, расходе резервного количества топлива в баке, которые размещены соответственно в спидометре 38, указателях давления масла 51, температуры охлаждающей жидкости 48 и уровня топлива 49;

блоки контрольных ламп 36 и 39 в цепях указателей поворотов автомобиля и прицепа, блокировки межосевого дифференциала, падения давления в контурах тормозного привода и включения стояночного тормоза;

комбинированный переключатель света 69, включатели 59 системы аварийной сигнализации, плафонов 58 кабины, фонарей 66 автопоезда, фонарей 45 заднего хода, сигнала торможения 66, противотуманных фар 57;

реле-прерыватели 30 указателей поворота и аварийной сигнализации, контрольной лампы стояночного тормоза;

датчики аварийного перегрева охлаждающей жидкости 26 и падения давления масла 33, блокировки межосевого дифференциала 65, включения стояночного тормоза 75, падения давления воздуха в баллонах 76, 77, 78 .

штепсельные розетки 22, 84 переносной лампы и 85,86 прицепа. Фары типа ФГ150 с двухнитевыми лампами дальнего и ближнего света и ассиметричным светораспределеннем ближнего света

установлены в передней стенке кабины и состоят из оптического элемента 2 (рис. 3.8) с лампой 3, корпуса 8 с кольцом 9 внутреннего 1 и резинового наружного И ободков.

Для регулировки направления светового потока фар используются два регулировочных винта.

Источником света является двухнитевая лампа 24 В мощностью 55 и 50 Вт. Под нитью ближнего света размещен прозрачный экран, образующий светотеневую границу, что при правильной регулировке фар исключает ослепление водителей.

Рис. 3.8. Фара ФГ150: 1 — ободок; 2 оптический элемент; 3— лампа; 4 — регулировочные винт; 5 — гайка; 6 — колпачок; 7 прокладка; 8—корпус; 9- кольцо; 10пружина; 11 — ободок

Краткое описание системы освещения автомобиля

Система освещения автомобиля базируется на совокупности различных устройств, таких как сигнальные устройства, которые могут быть расположены не только снаружи, но и располагаться изнутри. Данные приспособления важны и они имеют свои особенности и функции, которые выполняют следующие действия:

• освещение дорожного полотна: это освещение не только самой трассы, но и обочины для распознавания объектов в условиях ограниченной видимости;
• предупреждение иных участников дорожного движения о наличии иного транспортного средства на дорожном пути во избежание столкновения и различных ДТП, непредвиденных ситуаций. Данный вид освещения также необходим чтобы дать возможность водителям заблаговременно сделать маневр, определить габариты транспортного средства, чтобы можно было визуально определить его размеры и т.д.
• освещение не только пути, но и салона автомобиля и иных частей машины. Это может быть и багажник, которому понадобиться освещение в темное время суток, и бардачок, подсветка дверей, прочее.

Передняя фара. Основные названия:передняя фара/головная фара/блок фара.

Предназначение. Используется для освещения автомобилем пути впереди него. Также фара данного типа используется как сигнальный огонь, чтобы дать знак иным участникам дородного движения о приближении транспортного средства. Монтаж. Установка данного типа фар происходит на капоте машины, передняя часть авто. Установка всегда имеет симметричные черты, как справа, так и с левой стороны. Дополнительные устройства. В дополнение к данному типу фар могут также устанавливаться и системы ночного видения. Изготовление. Фары, как правило, изготавливаются в едином корпусе. В данном корпусе могут объединяться такие элементы:

• свет ближний,
• свет дальний,
• огни габаритные,
• указатели поворотов (поворотники),
• дневные ходовые огни.

Основное предназначение – информирование участников дорожного движения о смене направления транспортного средства: это может быть любой маневр, смена полосы движения или поворот. Работа поворотников синхронизирована.

Поворотники: подробности

Сигнал поворотника определяется желтым свечением. Режим работы – мигание. Мигания могут составить 1-2 в секунду. Указатели поворотников могут иметь сразу 2 режима работы.

• Режим первый: постоянный (пока устройство не отключится).
• Режим второй: разовый (от трех до пяти миганий при нажатии).

Управление указателем поворота производится при помощи необходимого переключения. Сама конструкция фар уже предусматривает автоматическое отключение сигнала после того, как рулевое колесо возвращается в нейтральное положение. Указатели поворота также имеют специальную систему по активной безопасности. Они могут быть использованы, как огни при аварийной установке.

Система освещения и световой сигнализации автомобиля

Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:

1. Фары головного света. Изучение устройства и функционирования. Поиск неисправностей.
2. Звуковой сигнал (клаксон). Изучение устройства и функционирования. Поиск неисправностей.
3. Задние фонари. Изучение устройства и функционирования. Поиск неисправностей.
4. Световые указатели поворотов. Изучение устройства и функционирования. Поиск неисправностей.
5. Аварийная сигнализация. Изучение устройства и функционирования. Поиск неисправностей.
6. Электропитание системы освещения и сигнализации автомобиля.
7. Эксплуатация приборов систем освещения и сигнализации автомобиля.
8. Контрольно измерительные системы и приборы.

Блок ввода неисправностей позволяет производить ввод следующих неисправностей::

1. обрыв в цепи питания ближнего света левой фары;
2. повышенное сопротивление в цепи корпуса правой фары;
3. обрыв в цепи корпуса звукового сигнала;
4. обрыв в цепи корпуса задних фонарей;
5. обрыв в цепи управления дальним светом фар;
6. замыкание цепей питания задних габаритных огней и «стоп» сигналов между собой;
7. обрыв в цепи питания аварийной сигнализации;
8. Повышенное сопротивление в цепи питания светового указателя левого переднего поворота;
9. Повышенное внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи;
10. Обрыв цепи питания звукового сигнала;

Конструктивно стенд представляет собой металлическую раму, на которую крепятся аккумуляторная батарея и алюминиевый каркас с рабочей панелью.

На лицевой панели изделия изображена принципиальная электрическая схема системы освещения и сигнализации автомобиля ВАЗ-2108, там же размещены: приборный щиток и различные органы управления, обычно отдельно размещенные на панели автомобиля.

В верхней части изделия размещены блок-фары головного света и автоматический выключатель питания бортовой сети изделия.

На нижней раме крепятся задние фонари и плафоны подсветки номерного знака.

На боковых панелях закреплены боковые повторители указателей поворотов, блок ввода неисправностей и блок предохранителей и реле.

Таким образом, в изделии полностью воспроизведена система освещения и световой сигнализации автомобиля ВАЗ-2108, в соответствии с функционированием, электрической принципиальной схемой и цветовой маркировкой электропроводки системы автомобиля.

С помощью кнопок и реле блока ввода неисправностей, в схеме системы эмулируются различного рода неисправности, характерные для изучаемой системы.

Код неисправности вводится преподавателем при включенном стенде, допускается вводить неисправности одновременно в любом сочетании. После предварительного сброса кнопкой «Сброс» необходимо нажать кнопку с номером неисправности. После выключения стенда введенные неисправности сбрасываются автоматически.

Питание всех элементов изделия осуществляется от автомобильной аккумуляторной батареи 6СТ-55.

К лабораторному стенду прилагается программное и методическое обеспечение:

• комплект методической и технической документации, предназначенный для преподавательского состава.

Технические характеристики стенда:

Для чего нужно дополнительное освещение

Если раньше автомобили с красивой подсветкой салона можно было увидеть только в дорогих автомобилях высокого класса, то сейчас всё чаще интересные варианты подсветки можно встретить в случайной машине вашего города. Производители автомобилей из года в год ищут новые способы улучшить внутреннее освещение своих творений, как и водители, которые не сидят без дела, экспериментируя со своими автомобилями самостоятельно.

Неоновая подсветка салона автомобиля:

А чем плоха подсветка салона своими руками? Смотрится красиво, удобно, да ещё и какое удовольствие отвечать: «Сам сделал!». Или, например, установить подсветку порогов – в темное время суток при открытии дверей видно, на какую поверхность вы выходите. Уже какой плюс! Существует целое множество применений. Самое главное — всё можно сделать собственными руками!

Из всех мест, в которые можно установить дополнительное освещение, здесь мы рассмотрим подсветку именно салона автомобиля, а также немного расскажем, как её сделать своими руками. Почему именно салон? Потому что это не так сложно, как внешняя подсветка, да и не всякое ручное изменение автомобиля разрешено. Например, с неоновой подсветкой днища вы попросту не сможете пройти техосмотр. Внешняя подсветка — это красиво, но, с вашего позволения, начнём с салона, с удобства для вас и ваших пассажиров.

Источник http://https://press.ocenin.ru/osveschenie-avtomobilya/
Источник http://https://magistral-1a.ru/novosti-i-obzory/naznachenie-sistemy-osveshcheniya-avtomobilya.html