Передня оптика (фары) автомобиля. Все что надо знать автовладельцу

Одним из главных оптических элементов автомобиля являются передние фары. Кроме их главной функции - освещение дороги перед авто в темное время, они еще и служат для определения автомобиля и его маневров другими участниками движения. Все эти аспекты создают нужный уровень  комфорта и безопасности дорожного движения.

Передние фары современного автомобиля объединяют в себе сейчас несколько функций разных световых приборов в одном блоке: ближний свет, дальний свет, указатель поворота, габарит, могут присутствовать дневные ходовые огни (ДХО), а также, иногда, противотуманный свет.

Основное освещения в темное время суток это ближний свет. Дальность и наклон светового луча ближнего света рассчитывается исходя из принципа – максимальная видимость при минимальном ослеплении водителей встречных автомобилей. Отсюда и присутствие светотеневой границы ближнего света, которая формируется ниже уровня глаз. Таким образом, создается тень для водителей встречного транспорта  и световое пятно на дороге перед авто ведущего водителя. Кроме всего прочего пятно ближнего света имеет ассиметричную форму, больше «подсвечивая» правую сторону на которой могут быть, как и дорожные знаки, так и какая либо потенциальная опасность. Это как раз нужно для своевременной реакции водителя на меняющуюся дорожную обстановку.

Дальний свет предназначается для максимальной дальности освещения дороги. В этом случае никаких ограничений ( как  светотеневая граница) нет. Но здесь конечно присутствует один большой  минус – ослепление водителей встречных авто, поэтому его использование жестко регламентируется.

Практически все фары для автомобиля состоят из 3-х основных элементов: источник света, отражатель и рассеиватель. Хотя роль последнего, в современных фарах, очень часто заменяет отражатель специальной формы.

Источниками света служат: лампы накаливания, галогенные лампы, газоразрядные лампы, светодиоды и сейчас концерн БМВ ведет работы по внедрению лазеров в качестве источников света в автооптике.

В передних фарах применяются следующие источники света: лампа накаливания, галогенная лампа, газоразрядная лампа, светодиоды.

Лампа накаливания представляет собой стеклянную колбу внутри которой образован вакуум и помещена вольфрамовая нить. При поступлении тока на нить она сильно разогревается и излучает свет. Основным недостатком такой лампы есть то, что вольфрам под воздействием высокой температуры начинает испаряться и оседать на стенках колбы, нить делается более тонкой и со временем перегорает. Эти лампы не отличаются долговечностью.

Учитывая все недостатки лампы накаливания, взамен им была изобретена галогенная лампа. По принципу работы – это та же лампа накаливания только колба заполнена парами брома и йода (галогенами). Что это дает? При испарении вольфрама его молекулы соединяются с молекулами галогенов, при попадании на раскаленную нить это соединение распадается и вольфрам остается на нити. Происходит своеобразная циркуляция вольфрама с последующим его восстановлением. Отсюда – больший срок эксплуатации лампы (до 1000 часов) и, за счет восстановления нити, больше температура до которой ее можно разогреть  - соответственно ярче свет. 

Принцип работы газоразрядной лампы отличается от описанных выше галогенной и лампы накаливания. Здесь светопоток создается за счет горения дуги (разряда) между электродами в колбе заполненной инертными газами, такими как ксенон (отсюда и другое название – ксеноновые лампы). Светоотдача в таких лампах в разы выше, чем в галогенной и за счет того, что «здесь нечему перегорать» срок службы такой лампы тоже заметно выше (около 2000 часов). Но есть и свои нюансы. Для работы газоразрядной лампы требуются специальные приборы, которые кратковременно (в момент розжига) дают большое в несколько киловольт напряжение, а потом поддерживают разряд уже на более низком напряжении.

Еще одним источником света в фарах, стремительно набирая популярность, выступают светодиоды. Эти элементы излучают свет за чет прохождения тока через полупроводник. Отличаются в первую очередь долговечностью и малым энергопотреблением. Из минусов можно назвать дороговизну и большую теплоотдачу на подножке диода. Поэтому фары с «светодиодным ближним и дальним» устанавливают в основном на машины премиум-класса. В более бюджетных автомобилях светодиоды могут использоваться в качестве дневных ходовых огней и всевозможных подсветок. 

 Роль отражателя в фаре сводится к отражению света от источника на дорогу или на линзу в зависимости от типа фар. Поверхность отражателя покрыта тонким слоем хрома. Непосредственно сам корпус изготавливается либо с пластмассы, либо из металла. Различают такие разновидности отражателя как: параболический, эллипсоидный, свободной формы. В параболическом отражателе количество света, которое попадает на дорогу прямо пропорционально его размеру. То есть чем больше размер зеркала отражателя тем больше света попадает на участок спереди автомобиля.

Отражатель свободной формы, то есть его геометрия рассчитывается с помощью компьютера. Его зеркало разделено на отдельные элементы, каждый из которых имеет свое фокусное расстояние, и настроены на определенное отражение света с максимальной однородностью.

 Эллипсоидный отражатель в основном устанавливается вместе с линзой в фарах проекционного типа, проще говоря - в линзовых фарах. Вместе этот комплекс наряду с относительно небольшими геометрическими размерами дает, в принципе, самое лучшее качество светораспределения по сравнению с параболическим отражателем и отражателем свободной формы.

 На данный момент самым распространенным видом фар являются галогеновые фары. В виду их относительно невысокой стоимости, а также приемлемого качества света они устанавливаются на большую часть бюджетных автомобилей. Кроме того, небольшая стоимость галогенных ламп и простота обслуживания способствуют их популярности среди автопроизводителей. В зависимости от конструкции ближний и дальний свет в этой фаре может быть, как совмещен, так и разделен. Светотеневая граница формируется или за счет светоотражающего колпачка на двухнитиевой лампе (би-галоген), формы отражателя (если ближний и дальний свет «разнесен») или специальной шторке если на фарах установлена проекционная система освещения (проще говоря линзовая оптика).

Не менее популярны и ксеноновые фары. Они, в отличии от галогенных, дают более высокий уровень света, хотя за это «нужно платить». Кроме того, что ксеноновые лампы сами по себе дороже галогенных, для их свечения требуются  так называемые «блоки розжига» - приборы которые преобразуют на короткий период бортовых 12 вольт в напряжение 10-25 киловольт для запуска разряда в лампе, а потом еще поддерживают питание во время работы на уровне 80 вольт. Также ввиду значительного светопотока, эти фары должны оснащаться омывателем фар, а также автоматическим корректором для изменения угла наклона фар в зависимости от нагрузки на оси автомобиля для того, что бы не слепить водителей встречного транспорта. Все эти моменты влияют на стоимость такого типа освещения, поэтому ксеноновые фары в большей степени распространены среди автомобилей премиум и люкс классов. Хотя и в обычные «бюджетники» их могут установить опционально.