фары проекционного типа что это такое простым языком
Фары проекционного типа (линзы)
Добрый день!
Вчера наконец-то поставил точку в эпопее с фарами головного света. Фары оригинал от рестайлинга 2013 года. Собраны по частям из битых фар с разборок.
Изначально занимался потихоньку сам. Однако, учитывая полное отсутствие опыта в данном вопросе, фатальную нехватку времени и отсутствие чистого отапливаемого помещения, решил таки доверится специалистам.
Мастерская находится в г. Кемерово на улице Баумана и называется «Автосвет».
Ребята шустрые, трудолюбивые. Ничего плохого сказать не могу. Есть много мелких недочëтов, но учитывая качество исходного материала, загруженность и не совсем стандартную задачу, сделали неплохо, хоть и не с первого раза.
В общем впечатления от данного сервиса странные. Вроде и делают, но, то ли я слишком дотошный, то ли на самом деле что то не так. Сравнить не с чем.
Фары я им привез вместе с восстановленными отражателями. Отражатели отправлял на магнетрон в г. Челябинск m.vk.com/auto_renovator.
К самому качеству покрытия вопросов нет, но на одном из отражателей оказался довольно приличный подтек лака, который очень здорово искажал горячее пятно на правой фаре. Фару пришлось повторно разбирать. Благо был ещë один родной отражатель в поношенном, но ещë нормальном состоянии, который в итоге и поставили. В итоге правая фара светит немного тусклее левой.
Стекла заказывал на steklafar.ru. Тут тоже не обошлось без сюрприза. После установки фар уже на следующий день, внутри левой фары по стеклу пошли трещины. Сначала чуть чуть в углу, но с каждым днем добавлялись новые.
А вот чего я совершенно не ожидал, так это того, что фары не встали по зазорам и пришлось их немного подгонять. То ли это из за стекол от рефлектора, которые не совсем подходят, то ли у рестайла немного другой телевизор.
Высвечиваем будущее опытными фарами Фольксвагена
Считается, что вероятность попасть в аварию в тёмное время суток втрое выше, чем в светлое. Около половины смертей при ДТП происходят в темноте, хотя мы ездим в таких условиях в четыре раза реже, чем днём.
В опытно-исследовательском центре Фольксвагена в Вольфсбурге царит секретность: камеры на телефонах и ноутбуках заклеены, не приветствуется даже малейшее отклонение от заданного маршрута. Вот-вот нам покажут новейшие наработки в области освещения ― перспективные фары, фонари и прочее. Первым слово берёт кто-то из шеф-дизайнеров. Вторым — тоже дизайнер, но рангом пониже. Говорят, как им важно играть пластикой осветительных приборов, их наполнением, иметь свободу формы. Только этим в компании занимаются 15 художников. А инженеры на третьих ролях?
Исторически вроде бы нет. Вообще, прорывом в области головного света стало внедрение галогенной двухнитевой лампы H4 в 1971 году. Её номинальный световой поток ближнего света в 1000 люмен был недостижим, и по сей день H4 применяется во многих бюджетных автомобилях, включая начальные версии седана Volkswagen Polo. Именно количество света от источника в основном определяет то, как хорошо фара освещает дорогу. А площадь отражателя, его форма и качество поверхности, оптические свойства рассеивателя — нюансы.
До начала 90-х годов мир (за исключением США с их собственными стандартами) довольствовался лампой H4 и некоторыми другими галогенками. К этому времени конструкторы научились добиваться лучшего использования светового потока за счёт формы отражателя или установки проекторных модулей. Затем появились новые лампы, включая популярнейшую однонитевую H7 (1500 люмен) ― такая ставится в фары ближнего и дальнего света средних комплектаций калужских Polo. Правда, Kia Rio/Hyundai Solaris используют лампы HB3 (аж 1860 люмен), а рекорд производительности среди галогенок держит Н9 дальнего света, генерирующая 2100 люмен.
В 1991 году ― снова благодаря инженерам ― появилась революционная технология ксеноновых ламп номиналом 3200 люмен, более чем в три раза больше, чем у Н4. Источником света стала электрическая дуга, а не разогретая нить. Никак не отличаясь внешне, ксеноновые фары поставили массу технических вызовов: выросли требования к точности оптики, наличие блоков розжига усложнило компоновку узлов. Чуть позже для ксенона стали обязательны автоматический корректор и система фароочистки. Всё это очень дорого, зато эффективно, особенно в сочетании с системами поворота луча (с 2000-х годов).
Лет 15–20 назад дизайнеры вышли из тени. Сначала они играли «внутренним наполнением» фары. Помните, как при схожей форме отличались фары «третьего» и «четвёртого» Гольфов? Как свежо смотрелись прозрачный пластик без оребрения и нарядные «кругляши» внутри? Потом фары вытягивают, плющат, сужают ради хищного взгляда… А какие горизонты открыл «световой дизайн», когда меняется собственно форма светящихся элементов! Сейчас, чтобы выполнить все пожелания эстетов, в фаре просто не остаётся места для лампы. Поэтому курс ― на светодиоды, и не только у Фольксвагена.
Любопытно, что ксеноновые технологии умирают, но ещё не мёртвы. Придуман новый стандарт ламп мощностью 25 Вт вместо классического 35-ваттного ксенона. Это позволяет вписать световой поток в регламентные 2000 люмен, не требующие дорогущих автокорректора и омывателя. Увы, свет таких фар моего бусика Citroen SpaceTourer скорее разочаровывает. Выигрыш относительно хороших галогенок ― разве что в более приятном глазу холодном свете. Поговаривают, что кашу с 25-ваттным ксеноном заварили производители ламп для загрузки простаивающих мощностей.
Но инженерам тоже нравится глобальный переход на светодиодные технологии, ведь снижается энергопотребление и увеличивается срок службы. Цена уже не пугает. Простенькая фара с малым числом диодов (как на Polo в «топе») стоит лишь чуть больше среднестатистической галогенки. Но 25-ваттная ксеноновая без корректора ― почти вдвое дороже. Кусаются пока матричные фары: в них десятки диодов позволяют гибко изменять светораспределение попеременным подключением. Можно, например, затенить встречный автомобиль при включённом дальнем. Но и они вот-вот подешевеют.
Матричный модуль фары IQ.Light новейшего Туарега размером с полблока сигарет содержит плату, радиатор с вентилятором, 48 диодов ближнего света и 27 ― дальнего. Вкупе с дополнительными боковыми элементами работает этот ансамбль классно, словно протягивая щупальцы света ко всем неосвещённым участкам дороги, оставляя встречных в тени. Режимы светораспределения зависят от массы факторов: погоды, скорости, траектории… Дальнобойность ― на 100 метров лучше, чем у 35-ваттного ксенона.
Ту же эффективность уже обеспечивает компактный «микропиксельный» светодиод размером 4х4 мм. Я подержал такой в руках и оценил работу оснащённой им фары, не заметив существенной разницы в силе света. Впечатляет точность управления пучком: прогресс относительно фар Туарега такой же, как между ними и устаревшими всего за четыре года фарами Пассата с механической шторкой. Довольны и дизайнеры, и инженеры: имея в фаре три «пиксельных» диода, дающих 1024 индивидуальных мини-луча, можно играть матрицей на 3072 ячейки вместо нынешних 75–80.
Возможно, развитие света пойдёт в другом направлении. Источники света размножаться не станут, а светораспределением займутся промежуточные фильтры-матрицы с разрешением до 30 000 пикселей. Этого достаточно, чтобы не просто искусно менять пучок, но и проецировать на дорогу надписи, символы, подсказки… Например, показывать в вираже коридор, в котором автомобиль поедет при текущем повороте руля, или дублировать на асфальт сигналы поворота. Но на мой взгляд, это утопия. Дороги и так переполнены визуальным мусором, провести такую идею через сертификационные дебри малореально, а чуть грязь ― и вся красивая «картинка» поплывёт.
Совершенствуются и простые светодиоды. В специальном чёрном ангаре, оборудованном для испытания систем освещения, нам показали прототип с высокомощными диодами, потребляющими 3–4А против примерно 1А у нынешних. Света действительно становится больше, а это значит, им также можно управлять более гибко. Если сузить пучок дальнего света таких фар, он прошьёт 550 метров темноты, что под силу только лазерным фарам, где свет «выбивается» из люминесцентной фосфорной пластины лазерными лучами.
Такая технология на рынке присутствует около пяти лет ― помимо BMW, как раз у фольксвагеновских коллег по концерну, фирмы Audi. Однако её появление на «народных автомобилях» VW маловероятно. Из-за специфичных материалов и технологий такие фары безумно дороги (в случае с седаном Audi A8 ― на 215 тысяч рублей дороже и без того недешёвых матричных), а перспектив снижения стоимости не видно. Кроме того, лазерно-люминесцентный источник даёт очень мощный, но узкий пучок, применение которого ограничено дальним светом.
Какую картину освещённости вообще предпочитает потребитель? Наиболее противоречивые оценки обычно вызывает именно дальний свет. В Скандинавии предпочитают дальнобойный пучок, а в остальной Европе ― широкий, создающий иллюзию большой мощности. Volkswagen надеется со временем предложить водителю выбор разных пучков. Ближний свет существенно зарегламентирован, хотя кто-то предпочитает чёткую границу света и тени (характерную для проекторных фар), а кто-то ― плавную. Объективно они одинаково эффективны, и это чисто дело вкуса. Немцы стараются сделать переход «слегка сглаженным», чтобы понравиться всем.
А вот отдельные противотуманные фары — вымирающий динозавр. Угадаете, кому они помешали в борьбе за чистоту линий кузова? Полноценно компенсировать потерю противотуманок можно только применением дорогого адаптивного света основных фар, умеющего расширять пучок при плохой погоде и при поворотах. В случае недорогих машин нас просто лишают дополнительного источника света. Причём россиянам должно быть особенно обидно: в отличие от Европы применение противотуманок у нас законно в любое время суток, а дополнительный свет весьма полезен на неустроенных дорогах.
Не ожидается прогресса в области фароочистки. Нынешние струйные системы устраивают Volkswagen, поскольку вписываются в сертификационные требования, по которым фара загрязняется тарированным составом. Всем ясно, что в химическом грязном тумане российских реагентов омыватели малоэффективны, но никто не станет разрабатывать новую технологию специально для нас. Ещё важный момент ― температура стекла фары. Светодиоды холодны и не растапливают снег так, как ксенон и особенно галогенки. Поэтому если в автомобиле использованы мощные LED-элементы, требующие вентилятора охлаждения, идущий от него поток стараются направить по стеклу.
Ещё один подводный камень ― надёжность и долговечность светодиодов. Теоретически это как раз их сильная сторона. Но все диодные фары и фонари «запаяны» и не подразумевают замену светящихся элементов. Только недавно появились первые сообщения, что Toyota внедряет заменяемые LED-модули в фонарях новой Короллы. Расчётный срок службы диодов хоть и больше, чем у ламп, но тоже конечен. Volkswagen рассчитывает на 8000 часов работы, это примерно 11 лет, если жечь фары по два часа в день. Или меньше года, если держать их включёнными круглосуточно, например в такси. Затем неизбежно потускнение.
И всё же пути назад нет. Лет через пять на Фольксвагенах останутся только диоды. Дизайнеры в экстазе, конструкторы будут искать новые поля применения технологий. Например, для коммуникации между беспилотникам. Сейчас мы бы хотели знать, что на уме у другого водителя, и световые сигналы могут помочь. Уже готова проекция на асфальт активных парковочных линий. Скоро можно будет отправить соседям по потоку текстовые, визуальные сообщения на экранах или в светодиодном поле задних фонарей…
Главный потребительский вывод из всего сказанного ― не покупайтесь на догмы. Ошибочно думать, что галогенки ― самые ущербные фары по определению, а светодиоды лучше ксенона. Внутри каждого из типов есть лидеры и аутсайдеры. Базовые LED-модули запросто могут светить хуже топовых галогенок. Помните, что если у фары нет омывателя, световой поток ближнего света гарантированно меньше 2000 люмен. Слова «светодиодная фара» могут означать как продукт высоких технологий, так и недорогую поделку. Одно бесспорно: фары становятся всё красивее и красивее.
За кадром
Виды автомобильной оптики: фара головного света
Сегодня даже опытные автомобилисты порой имеют весьма поверхностные представления о конструкции фары головного света – такое их теперь многообразие.
Давайте попробуем внести ясность в этот вопрос и вместе разобраться в столь важной детали современного автомобиля.
Безопасность и комфорт
Главная задача фары головного света – максимально ярко освещать дорогу перед автомобилем и не слепить других участников движения. Прежде всего, это касается ближнего света. По принятым в 1957 году европейским стандартам установлено понятие светотеневая граница (СТГ) с асимметричным светораспределением. СТГ – это такая линия на дороге (примерно в 55-60 метрах перед автомобилем), где луч света должен заканчиваться и переходить в практически полную темноту. Асимметричность заключается в том, что правая часть светового потока светит дальше, обеспечивая акцентированное освещение правой стороны дороги и обочины. До 90-х годов правильная СТГ достигалась путем отсечения световых пучков фильтрами и шторками, позже появились другие решения, но обо всем по порядку.
С параболическим отражателем
Вплоть до 90-х годов все автомобили были оснащены фарами с зеркальным параболическим отражателем. Лампа в них располагалась строго по центру, что удобно для дальнего света, когда лучи попадают на всю поверхность отражателя. При включении ближнего света, специальный фильтр не давал лучам падать на нижнюю часть зеркала. Также лампа прикрывалась специальным колпачком, который не позволял свету проходить прямо.
Недостатком таких фар была низкая эффективность. Лишь часть света лампы в итоге попадало на дорогу. Что подтверждает КПД в 27%. Ни один современный автопроизводитель уже не использует такой вид головной оптики в конструкции автомобиля.
С отражателем сложной формы (рефлекторные)
В 90-х годах, с появлением совершенно новых материалов, изменением технологий и внедрением компьютерного моделирования в автопромышленность пришли отражатели сложной формы, что кардинально преобразило внешний вид фары.
Отражатель в них разработан таким образом, чтобы свет от него попадал в нужное место дороги. Каждый изгиб отвечает за освещение конкретного участка дороги. При этом задействована и верхняя, и нижняя часть.
Рассеиватель стал больше не нужен, фара закрыта теперь ровным поликарбонатом. Отказ от стекла позволил снизить вес конструкции почти на килограмм.
Благодаря всем изменениям эффективность фары повысилась почти в два раза, до 45%.
Линзовая фара с проекционным (эллипсоидным) отражателем
Это самый современной тип фары, использующей отражатель. Пучок света в них формирует линза, которая и распределяет его в нужное место дороги.
Для получения четкой СТГ, применяется специальный экран, отсекающий часть света. Он выполняет роль заслонки, прерывающей луч света снизу. Подобная технология используется в биксеноновой фаре, но об этом позже.
КПД линзовой фары составляет 52%.
Корректоры света
Первые фары с параболическим отражателем нуждались в механической регулировке при помощи специальных винтов. Сегодня все автомобили оснащаются устройством, меняющим высоту света из салона. Водитель приподнимает лучи или опускает их, в зависимости от рельефа местности и загруженности багажника. Называется такое устройство корректором.
Бывают механические, гидравлические, пневматические и электромеханические устройства. Чаще всего встречаются электромеханические корректоры. Их начали применять с середины девяностых годов 20 века и используют до сих пор в большинстве легковых автомобилей.
С появлением ксеноновых ламп, понадобились автоматические корректоры. Они регулируют высоту лучей на основе телеметрических датчиков, отслеживающих высоту дорожного просвета.
Если вы решили самостоятельно установить ксенон в фары, в которых он не предусмотрен штатно, учтите, что по ГОСТ Р 51709-2001 вам придется раскошелиться и на автоматический корректор, иначе серьезного разговора с инспектором ДПС не избежать.
Какие лампы подойдут?
Часто на автофорумах приходится читать утверждения «опытных» водителей о том, что «линзованная оптика разработана исключительно для ксенона».
Начнем с того, что любая ксеноновая лампа имеет в своем названии букву S или R. S-type предназначена для элипсоидных отражателей, R–type – для рефлекторных.
S-type применяется в биксеноне. При переключении на ближний, свет лампы не уменьшается, как думают многие, а используется механическая шторка, которая поднимается и перекрывает нижнюю часть отражателя, образуя светотеневую границу.
R –type разработана для рефлекторных отражателей и работает, как правило, в качестве лампы ближнего света. Функцию механической шторки выполняет фильтр, расположенный на самой колбе лампы. По сути, это защитное покрытие, которое не пропускает свет на нижний отражатель и формирует все ту же СТГ.
Как увеличить яркость?
Еще один распространенный вопрос автомобилистов: «Можно ли ставить лампу большей мощности, чем рекомендует изготовитель?». Если на фаре написано 55Вт, то превышать эту цифру не стоит.
Во-первых, вырастет энергопотребление бортовой сети. Во-вторых, более мощная лампа будет перегревать фару, что в конечном итоге выведет из строя весь блок. Если вы не удовлетворены яркостью лампы, вам не обязательно повышать ее мощность. Например, новое поколение NIGHT BREAKER LASER является сегодня самой яркой галогенной автолампой OSRAM! При этом потребляемая мощность составляет все те же 55 Вт.
Инновационные лазерные технологии обеспечивают до 150% больше яркости, если сравнивать с минимальными установленными требованиями, а тщательно продуманная структура нити накала позволила добиться дополнительной светоотдачи. Световой луч от этой лампы до 150 м длиннее, а излучаемый свет до 20% белее. Как конструкторам удалось добиться столь выдающихся показателей, мы расскажем позже в отдельной статье.
Наш выбор — фары проекционного типа. Что это за зверь?
С недавних пор в автомобилестроении все чаще применяют фары проекционного типа. Что это даёт при эксплуатации, рассмотрим в этой статье.
Вообще эффективность любых фар с учётом современного законодательства заключается в оптимальном сочетании фокусированного яркого света и соблюдении светотеневой границы, которая принята по европейским нормам. Иными словами, водитель должен как можно лучше видеть дорогу, но при этом не слепить других участников движения на встречной полосе. Россия приняла европейскую систему, которая предполагает строгий контроль за слепящей силой света, еще в советское время. Соответственно, у нас допускается эксплуатация лишь тех автомобилей, которые оснащены соответствующими фарами.
Большинство фар на российских дорогах долгое время были параболическими. Однако сегодня большинство иномарок имеют линзованные фары проекционного типа. Что это даёт автомобилисту?
Во-первых, линзованные проекционные фары позволяют значительно улучшить качество освещения без применения ксеноновых ламп, которые, как известно, сильно ослепляют встречного водителя.
Во-вторых, проекционная фара устанавливается в целый комплекс из модулей: дальний, ближний свет, противотуманная лампа, поворотник и габариты. Это придаёт эстетичный внешний вид автомобилю.
В-третьих, такая фара относится к прожекторной оптике, то есть линза собирает свет в единый пучок. Получается, что проезжая часть лучше и шире освещена, при этом освещение равномерное и создает чёткую светотеневую границу.
Проекционные фары с эллипсоидными отражателями завоевали большую популярность среди автомобилистов. Среди их неоспоримых преимуществ:
В салоне Саранск-Автостекло вы можете найти любые фары проекционного типа. Что это, вы уже знаете, достаточно лишь выбрать нужную модель к вашему автомобилю. Ремонт и полировка таких фар будет качественно выполнен в нашем сервисе.
LED: Проекционный свет от Hella
Проекционные технологии входят в нашу жизнь, некоторые мои знакомые уже обзавелись домашними проекторами вместо обычного телевизора в зале, так что не за горами и следующий этап развития пиксельной технологии которую я показывал в этой записи.
А именно переход к проекционной технологии, наброском это выглядит так:
Это стало возможным благодаря компании Merck KGaA, разработавшей специальный жидкий кристалл.
Используя этот химический компонент, IGM Университета Штутгарта разработала и построила прототипы дисплеев. Схематично в разрезе этот дисплей весьма сложен.
Проекционный свет на прототипе с разрешением 30 000 пикселей (100 х 300). 25 светодиодов высокой мощности, расположенных в три ряда, будут служить источником света, который разделяется зеркалом на две половинки. При этом нижняя половина (отмеченная жёлтым) отвечает за заливку дорожного полотна, а верхняя за подсветку всех остальных элементов.
Сам источник света тоже управляемый (не все 25 светиков будут задействованы для ближнего света) а судя по всему поликарбонатные линзы будут иметь разделение на правосторонний и левосторонний свет.
Интересный момент — на модуле не обнаружено активное охлаждение в виде вентиляторов, то есть светодиоды будут охлаждаться естественной конвекцией через ламели радиатора снизу модуля, а выходить воздух будет с задней стороны зеркал.
Видео работы модуля на стене с презентации:
Как я понимаю исключается необходимость подвижных частей фары, за исключением наверно корректора по вертикали. И режимы работы оптики полностью развязываются от механики — свет будет формировать программное обеспечение. Возможно фары с подобными инновациями останутся по стоимости в разумных пределах.
А теперь риторический вопрос: как думаете какая марка автомобилей будет, где применят это новшество? (данный вопрос был задан в записи официального блога компании hella-russia).