Рефлекторная оптика для автомобилей

рис. 1 Одна секция. Ближний/дальний совмещен	рис. 2 Две секции. Раздельный ближний/дальний

рис. 3 Две секции. Верхняя — ближний свет, нижняя — дальний
Хрустальные фары — фары с сегментным отражателем и гладким (прозрачным) стеклом или пластиком (рис.1 — рис.3).

Преимущества стеклянных фар перед пластиковыми фарами очевидны (в плане эксплуатации): стекло не царапается, не мутнеет, не желтеет и, соответственно, не ухудшает освещенности дороги. Однако, пластиковые фары при правильном уходе можно предохранить от подобных повреждений или восстановить с помощью полировки (рис. 4). У них есть и «плюсы» перед стеклянными — пластик лишен хрупкости и не разбивается при попадании камней, а при ДТП с участием пешеходов они более безопасны для последних.

рис. 4 Пластиковые фары (до и после полировки)

Рифленые фары — другой тип рефлекторных фар, в абсолютном большинстве они стеклянные . Их особенностью являются гладкий отражатель и рифленое стекло — рассеиватель, формирующий световой поток (рис. 5). У таких фар есть серьезные «минусы» при попытке модернизации. Во-первых, в них НЕЛЬЗЯ ставить ксенон, так как ослепление встречных машин гарантированно, причем гараздо более сильное, чем в случае с хрустальными фарами с ксеноном. Во-вторых, чтобы установить в фару линзованный модуль (для чего это нужно расскажем ниже), обязательное условие — шлифовка рифления стекла.

рис. 5 Рифленая фара (слева со снятым стеклом)

Модульная оптика — один из вариантов решения, если автовладельца не устраивает качество света или он хочет изменить облик своего любимца. В такие фары устанавливаются модули ближнего, дальнего и иногда противотуманного света, а также габариты и поворотники. Стекло заменяется маской из стеклопластика, обычно покрашенной в цвет авто. В таких фарах затруднена регулировка света, а корректор как правило не ставят вовсе, так как возникают проблемы в его работе (в зазор между маской и модулем набивается снег или грязь, что мешает движению модуля вверх/вниз). Цена и сроки изготовления таких фар достаточно высоки.

рис. 6 Модульные фары
Модули представляют собой герметичные самостоятельные оптические элементы, и также как фары бывают линзованными и рефлекторными (рис. 7). Различают моно- и бимодули. В бимодуле (билинзе) реализован одновременно ближний/дальний свет, а переключение происходит перемещением шторки, формирующей светотеневую границу (СТГ) ближнего света (рис. 8 ).

рис. 7 Мономодули	рис. 8 Бимодуль со снятой линзой. Переключение ближний/дальний

Принципиально галогеновый и ксеноновый модули отличаются цоколем лампы и светораспределением внутри светового пучка (для ксенона выше требования по равномерности распределения света на дороге). Также мономодули могут отличаться формой шторки, для ксенона всегда ступенька, для галогена может быть и ступенька, и галка.

рис. 9 Светотеневая граница для галогена и ксенона

Линзованные фары (прожекторная оптика) содержат в своей конструкции собирающую линзу и находят наибольшее предпочтение среди автовладельцев. Безусловно, у линзованных фар есть ряд преимуществ перед рефлекторной оптикой:

— выше КПД, т.е. бОльшая часть света от лампы попадает на дорогу;

— более эффективное светораспределение — перед машиной нет яркого слепящего светового пятна, бОльшая часть света переносится вдаль, освещенность дороги что в 10, что в 50 метрах одинаковая;

— более равномерное освещение дорожного полотна, нет чередующихся светлых и темных пятен;

— четкая светотеневая граница — отсутствует ослепляющий эффект, можно приподнять фары и светить дальше;

— шире освещенная часть дорожного полотна, видны обочины по обоим краям дороги;

— более экономное расходование омывающей жидкости из-за меньшего размера очищаемой области фары при использовании омывателя высокого давления;

— стильный современный вид;

— и, конечно же, главное достоинство — возможность установки ксенона (правильного ксенона!).

рис. 10 Линзованные фары
Рефлекторные фары можно модернизировать, установив в них любой линзованный модуль (примеры работ). Также с помощью установки линз можно решить проблему «неправильного» света на автомобилях с правым рулем, и, соответственно, проблему прохождения техосмотра. Внутри фары линза оформляется декоративным элементом или блендой, которая, как правило, является частью маски. Маска определяет цвет фары и обычно имеет зеркальное покрытие, она не участвует в формировании светового пучка. Окрасив маски, к примеру, в серебристый металлик, черный металлик или матовый черный можно изменить облик Вашего авто и придать ему неповторимый стиль.

рис. 11 Чернение фар

Написать сообщение

Автомобильные отражатели (рефлекторы) фар

Свет от источника, типа нити лампы, при использовании соответствующего отражателя (рефлектора) и линзы может быть сформирован в различного вида лучи. Для передних фар, как правило, используются параболические, бифокальные или софокусные отражатели. Чтобы направить свет вбок от дороги и вниз используются линзы, которые служат также защитным стеклом фары. На рисунке показано, как линзы и рефлекторы могут быть использованы для задания направления луча света.

Рис. Характеристики света фар, получаемые при правильно подобранной конструкции линз и рефлекторов

Назначение отражателя фары заключается в том, чтобы собрать свет, излучаемый лампой во все стороны, в концентрированный пучок. Если нужно получить определенное направление к форму луча, важно положение нити лампы относительно рефлектора, это показано на рисунке а. Сначала источник спета (нить лампы) находится в фокусе, поэтому отраженный луч будет параллелен основной оси. Если нить находится между фокусом и рефлектором, то отраженный луч отклонится — то есть будет расширяться в сторону от основной оси. И наоборот, если нить будет помещена перед фокусом, то отраженный луч будет сходиться к основной оси.

Отражатель или рефлектор представляет собой гладкую, полированную поверхность, например медную или стеклянную, на которой осажден слой серебра, хрома или алюминия. Рассмотрим зеркальный отражатель, который «проседает внутрь» — так называемый «вогнутый отражатель». Центральная точка отражателя называется полюсом, и линия, проведенная через полюс перпендикулярно к поверхности, известна как главная оптическая ось. Если источник света перемещать по этой линии, то будет найдена такая точка, где исходящий свет создает отраженный луч, параллельный основной оси. Эта точка называется фокусом. Расстояние от фокуса до полюса называется фокусным расстоянием.

Параболический отражатель

Рис. Формирование ближнего света лампой со сдвоенной нитью

Парабола — кривая, похожая по форме на траекторию камня, брошенного под углом к горизонту. Если источник света помещен в фокус параболического отражателя (см. рис. а), пучок выходящих из отражателя лучей будет параллелен оптической оси; каждый луч от источника будет отражаться параллельно оси независимо от того, а каком месте луч попадает на поверхность отражателя. Следовательно, такой отражатель создает яркий параллельный отраженный пучок света постоянной интенсивности. С помощью параболического отражателя большая часть светового лампочки отражается вдоль основной оси, и только малая часть прямых лучей рассеивается как случайный свет.

Интенсивность отраженного света максимальна около оси луча и понижается при приближении к внешнему краю луча. На рисунке в общем виде показано устройство отражателя и лампочки, в которой нить ближнего света оборудована экраном. Это дает хорошую форму луча ближнего света и используется, главным образом, с асимметричными фарами.

Бифокальный отражатель

Бифокальный отражатель (см. рис. в), как и предполагает его название, имеет две секции отражения с различным фокусным расстоянием. Это помогает использовать больше света, падающего на нижнюю часть отражателя. Параболическая секция в нижней части имеет такую конфигурацию, чтобы отражать свет вниз, чем улучшает освещение ближней зоны непосредственно перед транспортным средством. Этот способ не подходит для ламп с двумя нитями, поэтому он используется только на транспортных средствах с системой четырех фар. При помощи мощных программ автоматизированного проектирования могут быть созданы отражатели с изменяемым фокусом из непараболических секций, что сгладит переходы между каждой областью.

Софокусный отражатель

Софокусиый отражатель (см. рис. г) составлен из множества секций, фокусы которых совпадают. Эта конструкция позволяет получить более короткое фокусное расстояние и, следовательно, модуль в целом будет иметь меньшие размеры по глубине. Эффективный световой поток также увеличивается. Для получении дальнего и ближнего света в модуле применяется лампа с двумя нитями.

Свет от главной секции отражателя обеспечивает освещение на большой дальности, а вспомогательные отражатели улучшают освещение ближней и боковой областей.

Полиэллипсоидальная система фары

Рис. Улучшенный луч ближнего света Полиэллипсоидальной фары

Полиэллипсоидальная система (poly-elipsoidal system — PES), показанная на рисунке, была предложена компанией Bosch в 1983 г. Она позволяет получить луч света столь же хороший, а в некоторых случаях даже лучший, чем обычные фары, но со светоотражающей площади менее 30 см2. Это было достигнуто при использовании отражателя и прожекторной оптики, разработанной при помощи программы автоматизированного проектирования (CAD). Защитный экран обеспечивает необходимую конфигурацию луча. Можно получить луч с четко определенной линией среза или, наоборот, с преднамеренным недостатком резкости. Новейшая система PES-Plus, которая предназначена для больших автомобилей, еще в большей степени улучшает освещение в ближней зоне. Эти источники света используют лампы только с единственной нитью и входят в систему с четырьмя фарами.

Типы фар

Взирая на тот факт, каким типом фар укомплектована оптика вашего авто и какой источник освещения вы предпочтительно используете, будет зависеть и уровень освещения. Видимость самого пути всегда прямо пропорционально зависит от ваших фар.

Галогенные фары

• Тип фар, который на данный момент является одним из наиболее распространенных видов комплектации авто.
• Источником освещения служат галогеновые лампы.
• Излучают хороший свет.
• Работают в двух режимах освещения: ближний/дальний.
• Фары конструктивно могут идти, как в совмещенном, так и в разделенном виде (сдельная/раздельная оптика).
• Существует возможность использовать би-галоген (галогеновая лампа, которая излучает одновременно свет на ближнее и дальнее расстоянии).
• Для фар ближнего света предпочтительно используются отражатели свободной формы или же отражатели эллипсоидные (смотреть типы отражателей в статье «Передние фары: роль отражателей»).Помимо этого фара может быть укомплектована и параболическими отражателями.
• Светотеневые границы в таких фарах могут воспроизводиться двумя способами.
  Способ первый: светоотражающий колпачок на галогенной лампе с двумя нитями накаливания
  Способ второй: световой экран в проекционной системе.
• В фарах имеется электромеханический корректор, который поддерживает определенное положение фар по отношению к плоскости кузова.

Типы и разновидности автомобильных фар на основе отражателей

Всем привет. Сегодня в рубрике «Полезные статьи» хочу рассказать о трех популярных типах фар, которые чаще всего используются на автомобилях. Все мы давным-давно видим, а также используем какую-то из этих разновидностей, однако даже не подозреваем о том, что это, как работает и в чем особенность того или иного типа фар.

Первый самый распространенный тип отражателей — параболический. Он представляет собой лампочку, которая располагается в центре или правильнее сказать, в фокусе отражателя, который приумножает и перенаправляет световой пучок вдоль оси на линзу. Такой тип эффективен для дальнего света, а сам луч рассеивается по горизонтали. Коэффициент полезного действия (КПД) такого отражателя составляет порядка 27%.

Ступенчатый отражатель. Такой тип фар имеет отражатель ступенчатого типа, а каждый луч, который отражается от внутренней поверхности, направляется по нисходящей траектории. Таким образом световой пучок достаточно яркий и линза на выходе не устанавливается.

Эллиптический отражатель или отражатель свободной формы FF-рефлекторы (freie flechen, free form). Поверхность отражателя рассчитана точно и поделена на отдельные сегменты, которые отвечают за определенную освещаемую область. Благодаря более направленному распределению луча, его дальность увеличивается, поэтому и КПД у него порядка 45%.

Основные «плюсы» фар с отражателем:

• Относительно неплохая экономичность при хорошей светоотдаче;
• Достаточная обзорность и видимость;
• Простая конструкция и устройство;
• Невысокая себестоимость.

Линзованная оптика. С появлением линз в фарах их КПД значительно выросло (выше 50%), а сами фары стали более индивидуальными, так как размер больше не зависел от размера отражателя и дизайнеры получили больше «свободы действия».

Благодаря линзе расположенной внутри фары, инженерам удалось уменьшить размеры поверхности отражателя, без потери качества и мощности светового пучка. Линзованная оптика представляет собой что-то вроде проектора, который заключили в корпус фары. Система состоит из эллиптического отражателя, шторки, а также выпуклой линзы, сферического или эллиптического типа. Световой луч в такой фаре находится в первом фокусе системы, отражается эллиптическим рефлектором, после чего передается во второй фокус, где часть луча обрезает шторка (экран) и только после этого проецируются линзой на дорожное покрытие.

Отсечение верхнего «лишнего» света производит шторка, расположенная во втором фокусе системы. Это позволяет управлять световым горизонтом и быстро переключать режимы работы фар на ближний и дальний. Граница получается очень резкой и четкой, а видимость и освещение максимально эффективное, вплоть до самой границы. Фары с линзами очень требовательны к настройке, поскольку даже небольшое отклонение может привести к ослеплению или ухудшению видимости для самого водителя. Учитывая этот факт, правила ЕЭК дополнены пунктом об обязательном наличии системы автоматической регулировки светового пучка в вертикальной плоскости (Automatic Level adjuster).

Новое поколение автомобильной оптики, которое базируется на LED-технологии, а также использовании лазерных лучей, уже не используют отражатели, поскольку в них нет необходимости. Световой пучок и без того получается настолько ярким и четким, что в отражателе больше нет необходимости. Умная электроника позволяет также отказаться от шторки, а управление модулями выполняет умная электроника с массой разных датчиков, оценивающих дорожные и погодные условия.

Как выбрать фары для авто

Фары для автомобиля – это своего рода путеводитель. Они отвечают за то, чтобы освещать нам дорогу в темное время суток и в условиях плохой видимости, а также сообщать о своем присутствии другим автомобилистам и пешеходам. Существует несколько видов фар, поэтому, если вы выбираете новые фары для своего авто, ознакомьтесь со следующей информацией. Именно от того, какие фару установлены на вашем автомобиле, зависит качество освещенности проезжей части, а значить и ваш комфорт и безопасность.

Рефлекторные фары (с отражателем)

В конструкции данного вида фар присутствует зеркальная вогнутая поверхность, которая формирует световой пучок нужной формы. В качестве источника света выступают автомобильные лампы (накаливания, галогеновые или ксеноновые). Современные машины оснащены авторефлектором со ступенчатой структурой, которая внешне сходна с граненым стаканом. При этом каждый сегмент такой фары отвечает за освещение отдельного участка дороги. Рефлекторные фары могут быть односекционные и двухсекционные. В односекционной фаре соответственно один рефлектор, который используется как для ближнего, так и для дальнего света. Если внимательно рассмотреть его конструкцию, то можно заметить выделенные области для ближнего и дальнего света. Для таких фар используются двухнитиевые лампы типа h5. Фары с двумя рефлекторами называются двухсекционными. В них один рефлектор отвечает за формирование дальнего света (как правило, расположен ближе к центру кузова), а другой – за ближний свет. Крайне редко, но все же есть автомобили с двухсекционными фарами, в которых один рефлектор формирует ближний/дальний свет, а второй – противотуманный.

Хрустальные фары

В конструкции данных фар есть сегментный отражатель и прозрачное стекло или пластик. Стеклянные фары имеют очевидные эксплуатационные преимущества перед своими пластиковыми собратьями. Они устойчивы к мелким механическим повреждениям, не имеют тенденции к пожелтению или замутнению, а это значит, что качество освещения дороги остается неизменным. Но при правильном уходе пластиковые фары также можно предохранить от царапин и даже восстановить их с помощью полировки. Несомненным преимуществом пластика является меньшая хрупкость, чем у стекла, он не разбивается при попадании гравия. А если автомобиль попал в ДТП с участием пешеходов, то для последних пластиковые фары окажутся более безопасными.

Рифленые фары

Такие фары можно назвать подтипом рефлекторных фар. В абсолютном большинстве эти приборы выполнены из стекла. Отличительная конструктивная особенность рифленых фар – наличие гладкого отражателя и рифленого стекла — рассеивателя, который формирует световой поток. Минусом фар является сложность их модернизации. Во-первых, с ними не совместимы ксеноновые лампы, так как они дадут свет, ослепляющий встречных автомобилистов. Во-вторых, если у вас появится желание установить в фару линзованный модуль, то придется шлифовать рифление стекла.

Модульная оптика

Модульную оптику, как правило, выбирают автолюбители, которых не устраивает имеющееся качество света, а также те, кто хочет изменить облик своего авто. В конструкцию таких фар входит несколько модулей: ближнего, дальнего и противотуманного света, кроме того, поворотники и габаритные огни. Вместо стекла устанавливается маска из стеклопластика, окрашенная в цвет машины. Недостатком модульной оптики является затрудненная регулировка света. При этом корректор обычно и вовсе не устанавливается из-за того, что постоянно возникают проблемы в его работе. Однако цена таких фар достаточно высока, а сроки изготовления продолжительны.

Линзованные фары

Отличительная особенность этих фар состоит в том, что в своей конструкции они имеют собирающую линзу. Многие автолюбители отдают предпочтение линзованной оптике, так как она имеет явные преимущества. Такие фары характеризуются высоким КПД, это значит, что большая часть света попадает точно на дорогу. Кроме того, светораспределение является более эффективным. Нет ощущения, что перед машиной есть слепящее световое пятно. Основная часть света переносится вдаль, поэтому дорога освещена одинаково: что на расстоянии 10 м, что 50 м. Линзованные фары освещают дорожное полотно очень равномерно и значительно шире, чем иная оптика: хорошо просматриваются обочины по краям дороги. Также они отличаются четкой светотеневой границей, поэтому ослепляющий эффект отсутствует. В них можно устанавливать ксеноновые фары. И, наконец, два главных бонуса: стильный внешний вид и экономный расход омывающей жидкости.

Адаптивные фары

Адаптивные, или как их еще называют «умные» фары, отличаются тем, что они направляют свет в ту сторону, куда поворачивает машина. Благодаря такой полезной опции водитель может хорошо видеть дорожное полотно на повороте в момент, когда только начинает поворачивать руль. Система адаптивных фар достаточно сложна. Она включает в себя бортовой компьютер и датчики, которые реагируют на поворот руля и другие показатели движения (положение автомобиля относительно вертикальной оси, скорость и даже стеклоочистители). В конструкцию фар входит шаговый электромотор, с помощью которого поворачивается оптика. Его работу можно назвать сверхточной: угол поворота может быть очень небольшим, при этом он может отличаться для правой и левой фары. В адаптивную оптику устанавливаются только биксеноновые лампы. Еще одной важной особенностью данных фар является возможность поворота не только в горизонтальном, но и вертикальном направлении. Эта функция оказывается крайне полезной на холмистой местности. Когда автомобиль находится на подъеме, фары немного опускаются, чтобы не ослеплять автомобилистов на встречной полосе. При спуске, они немного поднимаются для лучшего освещения участка дороги. Кроме того, адаптивная оптика связана с системой курсовой устойчивости. Если EPS срабатывает, фары не реагируют на повороты руля. Как только водитель повернет руль под большим углом, система вновь активируется.

Это основные виды фар, существующих на сегодняшний день. Но помните, что постоянно появляются новые технологии и, возможно, совсем скоро оптику могут ожидать кардинальные изменения.

Рефлекторная оптика с ксеноновыми лампами

Вопрос рефлекторной оптики с ксеноновыми лампами будоражит умы многих автолюбителей.

Чтобы ответить на этот вопрос, отправимся немного в прошлое и посмотрим, как зарождалось вообще понятие головной оптики автомобиля. Если взглянуть на историю развития штатной оптики, можно прийти в легкое недоумение, какой путь прошло человечество и чего удалось достичь за период, который измеряется немногим более чем в столетие.

Начав использовать простые фонари, внутри которых были установлены восковые свечи или керосиновые горелки, представьте себе, человечество пришло сегодня к практическому использованию лазера (хотя эта технология и не используется в серийном производстве, можно не сомневаться, что очень скоро мы увидим ее внедрение на практике).

В современных машинах используются три источника света: галогенные и ксеноновые лампы, а также светодиоды. Интересно, что все они успешно используются в конструкции «нелинзованной» фары, которая сегодня является оптимальной для инженеров и от которой они не собираются отказываться.

Объяснить это достаточно просто: галогеновые лампы для авто, как и «ксенон» или светодиоды, установить в такую оптику не составит труда. Ее конструкцию, которая была практически идеальной, еще больше усовершенствовали, когда появился легкий пластик. Он выступил заменой тяжелому стеклу и помог инженерам отказаться от использования рассеивателя. На этом наш обзор можно было бы закончить, потому что ответ на свой вопрос мы получили. Но давайте разберемся детальнее.

Источник статьи: http://pkfst.ru/raznoe/reflektornye-fary-chto-eto-kak-eto-rabotaet-chast-1.html