ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

Первые галогенные лампы появились еще в 1962 году (модель H1) и пока что являются самым распространенным источником освещения в автомобильных фарах. Конструкция этих ламп не сильно отличается от обычных ламп накаливания и является их эволюцией: «галогенка» также включает в себя герметичную стеклянную колбу, внутрь которой помещены электроды с нитью накаливания из вольфрама. Но из-за высокой рабочей температуры вольфрама его атомы испаряются на колбу, ограничивая срок ее службы. Для увеличения ресурса в колбу решили закачивать специальную смесь инертного и галогенного газов, которая, взаимодействуя с испаряющимися частицами вольфрама, препятствует их «прилипанию» к стенкам колбы и помогает им «вернуться» на нить накала. Этот процесс позволил продлить ресурс лампы и повысить температуру спирали, сделав свечение более ярким. Несмотря на свой возраст, фары с таким источником света вряд ли уйдут в отставку в ближайшие лет двадцать-тридцать. На их стороне предельно низкая себестоимость, соперничать с которой пока что не может ни «ксенон», ни светодиодные фары.

Плюсы

Низкая стоимость лампы и оптики в целом, простота конструкции, не обязательна установка автокорректоров и омывателей фар.

Минусы

Малый срок службы, низкий КПД, сильный нагрев оптики, слабый по сравнению с «ксеноном» свет.

Будущее простых и доступных галогенных ламп полностью зависит от скорости развития других источников света.

ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ КСЕНОН

Прогрессивная для своего времени оптика с газоразрядными лампами впервые появилась в 1991 году, как это водится, на автомобиле премиум-сегмента - BMW 7-й серии. И с самого начала главное преимущество «ксенона» было неоспоримо: его эффектный и, главное, эффективный свет. Также к достоинствам относятся меньшее энергопотребление (в тепло здесь уходит около 7 % энергии вместо 40 %) и более долгий срок службы. Если жизненный цикл «галогенки» составляет порядка 500–800 часов, то «ксенон» доживает и до 3000 ч (в отличие от нити накаливания, в ксеноновых лампах свечение дает дуга разряда между электродами). Но и недостатки до сих пор весьма существенны: такой источник света требует установки дорогостоящих блоков розжига, а также специальных ламп, которые должны меняться парой (во избежание разницы в цвете, который со временем изменяется). Но и этого недостаточно: при загрязнении поверхности фар встречным водителям приходится тяжко: при более ярком по сравнению с обычными лампами освещением преломляемый загрязненным стеклом свет рассеивается во все стороны, мешая встречному потоку. Но и с чистыми стеклами на неровностях дороги можно ослепить «встречку». Поэтому любая оптика, световой поток которой превышает 2500 люмен, должна дополнительно комплектоваться автокорректором и омывателем, что, собственно сказывается на конечной цене автомобиля. В «Филипсе» нашли выход, выпустив лампу с «безопасным» световым потоком в 2500 люмен - это меньше, чем у традиционного «ксенона» (3500– 4000 люмен), но все равно ярче, чем у «галогенок» (1000–1500). В целях удешевления пересмотрели и остальную конструкцию, совместив блок розжига с лампой. В первую очередь подобные системы будут устанавливаться на доступные малолитражки. Хотя, может, дни «ксенона» уже сочтены, ведь появились светодиодные фары.

Плюсы

Примерно вдвое ярче и в 5–6 раз долговечнее «галогенок», низкое потребление энергии, малый нагрев оптики.

Минусы

Необходимость замены ламп сразу в двух фарах, высокая стоимость ламп «уменьшенной мощности».

«Гибридные» лампы, совмещенные с блоком розжига, могут сделать применение «ксенона» повсеместным только в том случае, если светодиодная оптика не подешевеет.

Световой пучок фары сильно зависит от точности изготовления: центрирование нити накаливания проверяют на каждой лампе

К колбе лампы приваривается тонкая труб ка, необходимая для закачки галогена

Мощный световой поток «ксенона» требует установки автокорректоров и омывателей

Совмещенная с блоком розжига «дефорси рованная» лампа D5S обходится без дополни тельного оборудования. И хоть себестоимость автомобиля становится ниже, замена ламп будет обходиться заметно дороже

Ксенон закачивается в лампу, охлаж даемый до 190°С, а в самом конце лампы подвергают отжигу: так цве товая температура достигает нужной величины

Свет от различных источников (сверху вниз ): галогенные лампы H7, новые «гало генки» X-treme Vision Н7, ксеноновые лампы, светодиодная оптика

СВЕТОДИОДЫ

Поначалу светодиоды стали заполнять пространство задних фонарей, начиная со стоп-сигналов, после плавно сменили лампы накаливания габаритного освещения, а совсем недавно LED-оптика стала доступна и в качестве головного освещения. Первым серийным автомобилем, который получил светодиодный ближний свет, стал Lexus LS 600h в 2007 году. В последние же годы подобная оптика стала устанавливаться (естественно, за доплату) и на относительно доступные авто Гольф-класса. Казалось бы, найден идеальный источник света: скорость срабатывания светодиода в разы быстрее любых ламп, срок службы почти в 10 раз дольше, чем у «ксенона», да и потребление энергии здесь мизерное. Смотрится и вправду эффектно!

Но эффективность не так хороша, как кажется: из-за дизайнерских изысков и ограниченного пространства не всегда удается вместить достаточное количество светодиодов, что напрямую влияет на световой поток. К примеру, LED-оптика Seat Leon выдает порядка 1600–1700 люмен - немногим больше, чем фары с обычной лампой H7. И будь в этих же фарах «ксенон», свет был бы на порядок ярче. А ведь эта опция не из дешевых: сеатовские светодиоды оцениваются в 47 600 рублей! Это ни в коем случае не означает пустую трату денег: ехать с таким светом действительно удобно: световой пучок распределяется по дорожному покрытию предельно равномерно, да и цвет близок к белому. Но если вместо 6 светодиодов поставить 15, как в фаре BMW, сила потока сравняется с ксеноновыми 4000 lm. Так что не всякие светодиоды «одинаково полезны».

Плюсы

Долгий срок службы; минимальное энергопотребление; эффектный дизайн; более яркий, чем у «галогенок», свет; равномерный световой поток.

Минусы

В производстве пока что дороже «ксенона», эффективность света сильно зависит от дизайна оптики.

По эффективности светодиодная оптика только начала подбираться к ксеноновой, но, достигнув той же себестоимости, может ее вытеснить.

Чем больше светодиодов можно поместить в фаре, тем ярче будет свет, который не всегда эффективнее, чем у «галогенок»

На автомобильной оптике светодиоды впервые появились в задних стоп-сигналах

ЛАЗЕРНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Однако в BMW нацелены на другой результат. Осенью 2014 года в серийное производство выйдет BMW i8: гибридный спорткар должен был стать первым серийным автомобилем с лазерным источником света, а в ближайшие годы в BMW Group намерены оснащать и другие новинки концерна подобной технологией. Но баварцев опередили ребята из Audi: уже летом должна выйти ограниченная партия спортивного R8 LMS с лазерными фарами. Изюминка такого освещения - небывалая дальность света, доходящая до 600 метров, что в два раза больше диапазона современных светодиодных фар дальнего света. Сама технология очень близка к светодиодам, но есть отличия: лазерные диоды в десять раз меньше обычных и одновременно мощнее. Это дает возможность сэкономить пространство внутри фары, сократив при этом размер отражательной поверхности почти в десять раз по сравнению со светодиодными элементами. Но поскольку лазерный луч слишком мал, он проходит через специальные линзы во флюоресцирующую фосфорную субстанцию внутри фары, которая трансформирует его в яркий белый свет. За счет того, что исходящий свет гораздо ярче современного головного освещения, здесь не обойтись без использования системы управления дальним светом, использующей камеры для слежения за встречным автомобильным потоком.

Плюсы

Несравнимая эффективность освещения, превосходящая любые аналоги; крайне компактная конструкция фары, эффектный внешний вид, низкое энергопотребление.

Минусы

Необходимость использования высокотехнологичных, а следовательно, дорогостоящих электронных систем.

Лазерная оптика - очередной революционный этап в развитии автомобильного освещения.

Дальность светового пучка лазерного света вдвое больше, чем у светодиодных фар

Плотный пучок лучей лазерных диодов рассеивается, проходя через линзы и флюо ресцирующую фосфорную массу

Компактность лазерной оптики дает широкие дизайнерские возможности

ОРГАНИЧЕСКИЕ СВЕТОДИОДЫ

В Philips активно ведутся работы над совершенно другими диодами - органическими. Органические светодиоды получили свое развитие сравнительно недавно, хотя сам эффект электролюминесценции был выявлен в начале 1950-х: французский ученый Андре Бернаноз со своими сотрудниками открыли эффект в органических материалах, прикладывая переменный ток высокого напряжения к прозрачным тонким пленкам акридинового оранжевого красителя и хинакрина. И лишь в 1989 году сотрудники Eastman Kodak Чин Танг и Стив ван Слайк показали первые рабочие образцы органических светодиодов. Пока что в массовое производство такое освещение не идет, но специалисты из Philips пророчат путь на конвейер органики уже к 2016 году. По их словам, они единственные, у кого для этого имеются все необходимые ресурсы. И немецким специалистам трудно не поверить: за последние три года работы над OLED-светом эффективность диодов была увеличена более чем в 3 раза: с 20 до 65 люмен/Вт. На данный момент это является самым эффективным источником света (обычная лампа выдает лишь 7 лм/Вт). Но и без этого у такого источника света полно перспектив. Так, например, с помощью специального слоя вещества можно заставить стекло либо быть полностью прозрачным, либо излучать свет с разной силой, добавляя при этом эффект «тонировки». Что касается долговечности, то и здесь порядок: за 30 тыс. часов теряется только 30 % эффективности света. Подобные технологии в «Филипсе» уже применяют для освещения помещений, уже готовы опытные образцы габаритного и сигнального автомобильного света, а в ближайших планах - сделать источники света и вовсе гибкими!

Чем «ксенон» отличается от «галогенок»? И почему светодиоды не отправили на свалку истории лампы накаливания и газоразрядную оптику? И что общего между лампами Philips и зубной пастой ? Ответ на эти и другие вопросы вы найдете в нашем материале.

Как появились автомобильные фары? На первых машинах использовались примитивные фонари с восковыми свечами или керосиновыми горелками внутри, заимствованные от конных экипажей. Естественно, такие «коптилки» должным образом не освещали дорогу, а потому инженерам пришлось подыскивать примитивным фонарям более эффективную замену, коей оказалось ацетиленовое освещение: на долгое время неизменным спутником автомобилистов стала пара бочонков, один - с карбидом кальция, второй - с обычной водой. Перед ночной поездкой «шофэр» (как называли тогда водителей) устанавливал бочонки на автомобиль, открывал краником подачу воды, а последняя, попадая на карбид, способствовала выработке ацетилена - газа, который при горении дает достаточно мощный световой поток. Правда, через несколько часов бочонки приходилось перезаряжать, а фару, состоящую из зеркального отражателя и линзы, чистить от копоти...

На этих иллюстрациях приведены автомобили с ацетиленовым головным освещением, которое выдают не только большие фары, но и бочонки для карбида, установленные на подножках. А поскольку ацетилен оказался слишком мощным источником света, способным пробивать темноту на сотню метров, в качестве «габаритных огней» на машинах начала века использовались тусклые керосиновые горелки

Но почему нельзя было использовать лампы накаливания, которые появились даже раньше самого автомобиля? В 1899 году французская фирма Bassee & Michel попыталась объединить автомобильную фару и лампу накаливания, но конструкция получилась неудачной - лампы с угольной нитью на неровных дорогах быстро приходили в негодность, а большой расход энергии требовал громоздких аккумуляторных батарей, поскольку генераторы на машины тогда не ставили. И только повсеместное появление генераторов, а также начало выпуска нового типа лампочек с вольфрамовыми нитями «перевели» автомобильный транспорт на электрическое освещение. Вот только «электросвет» оказался... слишком ярким! Чтобы не слепить встречных водителей, пришлось придумывать дополнительные задвижки и шторки, уменьшать яркость лампочек, затем появилась двухнитевая лампа (с отдельными нитями для ближнего и дальнего света). В 1955 году, наконец, внедрили асимметричное освещение - когда фара со стороны пассажира светит дальше водительской.

Обратите внимание, как форма головной оптики определяла дизайн автомобилей (для наглядности возьмём разные поколения мерседесовского Е-класса). Долгое время фары оставались исключительно круглыми, на машинах 1960-х удалось внедрить квадратную оптику, расцвет популярности которой пришелся на 1980-е, а современные фары со «свободным отражателем» и вовсе развязали руки дизайнерам

Сейчас в фарах используются три источника света: лампы галогенные и газоразрядные, а также светодиоды. Про лазеры и прочую экзотику говорить рановато - до серийных автомобилей новомодные разработки дойдут нескоро. Тем более, что отказываться от «нелинзованной» фары, куда можно установить хоть «ксенон», хоть «галоген», хоть светодиоды, инженеры не собираются. Конструкция данного устройства доведена до совершенства: свет от лампы попадает на отражатель из металла, а затем проходит через рассеиватель - наружное стекло, состоящее из множества линз. Причем, когда появился новый пластик, не дающий усадки при формовке деталей, инженеры создали отражатель со «свободной поверхностью», который состоит из множества сегментов (каждый направляет поток света на определенную точку). Это позволило заменить тяжелое стекло легким пластиком и отказаться от рассеивателя.

Так устроена «нелинзованная» фара (для фары со «свободным» отражателем и традиционной схемы не отличаются): нить ближнего света расположена выше и впереди точки фокуса, причем колпачок внутри лампы «подрезает» поток света, чтобы освещать только верхнюю поверхность отражателя (рис. слева), а вот нить дальнего света и точка фокуса совпадают и поверхность отражателя используется целиком (рис. справа)

Фара «линзованная» (которую правильно называть светотехникой проекторного типа) устроена другим образом: свет от лампы попадает на отражатель, а затем направляется на специальный экранчик и собирающую линзу, которые формируют пучок света. И хотя сейчас «линзы» можно увидеть на многих машинах, поскольку они известны компактностью и точной организацией светового потока, инженерам-светотехникам поначалу пришлось решать проблему перегрева и избавляться от... слишком резкой светотеневой границы - оказалось, что глаз человека слишком быстро устает от четкой границы между светом и тенью. На «галогенках» проблему решили дифракционными кольцами (проще говоря, рисками на линзе), а на «ксеноне» - установкой автоматического корректора, наличие которого в России и в Европе для газоразрядной светотехники обязательно.

Схема «линзованной» оптики: слева — фара конца 80-х, справа — современная фара со свободным отражателем, наличие которого выдает экранчик меньшего размера. Этот экран, расположенный во втором фокусе, подправляет световой поток и формирует светотеневую границу, а затем лучи снова фокусируются линзой. «Линзами» сегодня оснащается большинство машин, а «нелинзованные» фары стали прерогативой недорогих авто, вроде «Калины» или «Логана»

Вот, собственно, мы и добрались до самого главного. Чем принципиально отличаются «ксенон», «галоген» и диоды? Галогенная лампа состоит из герметичной стеклянной колбы, внутри которой размещены электроды и нить накаливания из вольфрама, а также закачана газовая смесь, необходимая, чтобы «ловить» испаряющийся вольфрам и регенерировать нить (именно поэтому «галогенка» компактнее и долговечнее обычной лампочки). Газоразрядная оптика (чаще именуемая «ксеноном») нити накаливания не имеет: внутри такой лампы светится не раскаленная нить, а электрическая дуга, возникающая между электродами, оттого величина светового потока ксеноновой лампы гораздо больше, 3200 против 1500 лм «галогенки»! Вот поэтому европейские эксперты постановили, что таким фарам необходим автоматический корректор и омыватель. И ограничили цветовую температуру лампы.

Для того, чтобы «ксенон» работал, одной лампы недостаточно. Ещё нужен модуль розжига, который из «бортовых» 12 вольт выдаст короткий импульс на 25 киловольт переменного тока. Чтобы сделать «биксенон», нужно четыре таких модуля, либо применение хитрых систем: на «линзованной» оптике включить «дальний» можно, убирая экранчик при помощи соленоида, а на «нелинзованной» приходится перемещать лампу

Но если «ксенон» и «галоген» - это лампы, то светодиод - полупроводниковый прибор, который вырабатывает свет при прохождении тока. Полупроводник срабатывает быстрее традиционной лампочки, потребляет меньше энергии, отличается фактически неограниченным сроком службы и минимальными размерами. Но пока диодам поручают только второстепенные задачи (на основе светодиодных технологий делают стоп-сигналы, габаритные и дневные ходовые огни), хотя совсем недавно инженеры и дизайнеры прочили полупроводникам большое будущее. Все надеялись, что крохотный источник света обеспечит свободу компоновки и позволит избавиться от громоздких фар. Однако на примере Audi R8 и Nissan Leaf хорошо видно - существующая диодная оптика по размерам не отличается от газоразрядной.

Пока ученые бьются над созданием лазерной и волоконной оптики, источниками света остаются «галогенки», «ксенон» и светодиоды. На рис. А изображена двухнитевая галогенная лампа Н4, дающая ближний и дальний свет, на рис. Б — однонитевая лампа Н7 (которых для создания ближнего и дальнего нужно две), а на рис. В и Г схематично показаны ксеноновая газоразрядная лампа и светодиод, соответственно

Так почему светодиоды не вытеснили «ксенон» и примитивные «галогенки»? Оказалось, что полупроводниковая оптика имеет множество недостатков. Пока даже лучшие светодиоды не способны по светоотдаче догнать «ксенон» и остаются на уровне хороших «галогенок», что требует обязательного применения отражателя. Также диодные фары требуют отдельной системы охлаждения (инженеры даже пробовали охлаждать фары антифризом) и отличаются необычайной дороговизной: одна фара стоит примерно 1300 евро... Естественно, инженеры развивают данное направление, но до массового перехода автомобильного освещения на светодиоды далеко, поэтому ближайшее будущее остается за «ксеноновой» оптикой, которая становится компактнее и совершеннее, по энергопотреблению догоняя диодную.

В лаборатории Philips мы наглядно увидели, как светят современные фары. На рис. А световой поток от стандартной «галогенки», на рис. Б можно увидеть, как светят лампы Philips X-treme Vision, дающие 100-процентное усиление светового потока, на рис. В «дорогу» освещают газоразрядные ксеноновые лампы, а рис. Г — это свет новомодных светодиодных фар электромобиля Nissan Leaf

Но и списывать «галогенки» на свалку истории рановато! Как считают инженеры компании Philips, современная галогенная лампа может светить на уровне газоразрядной. Чтобы этого добиться, необходимо заменить тугоплавкое стекло колбы кварцевым, во-вторых, стекло подвергнуть оптической полировке, в-третьих, нанести на колбу колпачок из палладия... И, наконец, применить новую смесь газов, куда входит ксенон, чтобы повысить температуру нити и приблизиться к спектру солнечного свечения. На выходе получается пусть дорогая, но уникальная лампочка: её световой поток на 100% мощнее обычной галогенной лампы, а срок службы - вдвое больше. Причем на лабораторной установке мы наглядно убедились, что «галогенка» Philips X-treme Vision по светосиле действительно догоняет «ксенон».

Кроме лекции об автомобильном освещении, на заводе Philips мы увидели и реальное производство, на котором выпускаются лампы. И это бесчеловечно! В том смысле, что присутствие человека при выпуске «галогенок» и «ксенона» минимизировано - кругом трудятся современные роботы, обеспечивающие фактически стопроцентное отсутствие брака. Но, кроме фактически полной автоматизации, удивило и другое: зачем нужен составной цоколь и дополнительная производственная операция, чтобы выровнять нить накаливания относительно цоколя? Оказывается, данный процесс является ключевым, иначе готовая лампочка будет светить «неправильно» - слепить встречных водителей или, напротив, подсвечивать небо. Поэтому взаимное расположение «ниточки» и «основания» проверяется компьютером, а часть продукции осматривают люди.

«Ксенон» производят похожим «бесчеловечным» образом: вот робот подхватывает стеклянную трубочку, вот вставил нижний электрод, а дальше начинается такая круговерть, что только успевай следить! Трубочку заполнили составом солей и вставили верхний электрод, закачали охлажденный до −190ºС ксенон и запаяли колбочку, одели металлическую юбочку и обрезали излишки стекла, проверили горелку - готово? Нет, чтобы газоразрядные лампы светили одинаково, их нужно отжечь - включить и несколько часов дожидаться, пока цветовая температура достигнет нужной величины. Вот теперь готово! Осталось только выяснить, какая связь между лампами Philips и зубной пастой. Всё просто: бракованные стеклянные трубочки для колб не выбрасываются на свалку, а перемалываются в абразивный порошок. Из которого затем делают отбеливающие пасты для стоматологических кабинетов.

Слева направо: Mazda 6 с биксеноновыми поворотными фарами; Mazda 6 с полностью светодиодными адаптивными фарами; Nissan Tiida Tekna со светодиодным ближним и галогеновым дальним светом; Nissan Tiida Elegance с раздельным галогеновым светом - ближним и дальним.

Поначалу светодиодный головной свет полагался лишь машинам премиальных марок, но за последние год-два новая технология совершила рывок и стала вытеснять ксеноновый свет из списка дополнительных опций даже на автомобилях среднего ценового диапазона. Заслуженно ли?

Чтобы это проверить, в ночной тест на Дмитровский автополигон мы снарядили четыре машины. Первая пара - хэтчбеки : один с галогеновыми фарами, а другой со светодиодными. Причем светодиодки неадаптивные и задействованы только в ближнем свете.

А еще - два седана Mazda 6. После недавнего «шестерка» сменила биксеноновые поворотные фары на полностью адаптивные светодиодные. Поэтому мы взяли новую машину и дореформенную: поглядим, есть ли прогресс.

СВЕТЛОЕ БУДУЩЕЕ?

Если световой поток встречает на своем пути какую-то поверхность, то она получает освещенность, измеряемую в люксах (лк). Мы прихватили с собой люксометр «Эколайт» СФАТ.412125.002 и на 200‑метровом тестовом отрезке дороги замеряли освещенность на разных дистанциях. Помимо замеров, результаты которых сведены в таблицу, оценить светораспределение помогут фотографии, сделанные в одном ракурсе. Ведь никакие цифры не способны передать то, что видят глаза.

Первым к 200‑метровой «линейке» из конусов со светоотражателями подъезжает самый скромный участник теста - Tiida с галогеновым светом . Она показала ожидаемый и невыдающийся результат: пятно теплого желтого цвета теряет одетого в темное человека на правой обочине уже на расстоянии 50 метров при ближнем свете, а при переходе на дальний - на дистанции 120 метров. Это наша отправная точка.

На исходную позицию выходит Tiida в дорогой комплектации: светодиоды вспыхивают белым cветом и… Немая сцена. Новомодные светодиоды светят вдоль полосы всего на 25 метров! При этом из-за специфической формы пучка пешеход в темной одежде виден на обочине в светодиодном ближнем свете на расстоянии 40 метров. Проигрыш галогенкам не столь уж велик, поскольку светодиодный пучок лучше «простреливает» обочину, но все равно - проигрыш! Впору вспомнить зарю автомобилизации , когда перед машиной шел человек с красным флажком и предупреждал о приближении невиданной самоходной кареты.

НЕЗАСЛУЖЕННАЯ ОТСТАВКА

Mazda 6 с биксеноновой оптикой сразу дала понять, что нашей 200‑метровой «линейки» ей будет недостаточно. Около последней отметки прибор уловил люксы даже от ближнего света фар, а дальний и вовсе освещал лес в 320 метрах от машины. «Тарированный» пешеход скрылся из вида на расстоянии 60 метров в режиме ближнего света и 120 метров - в дальнем свете.

А светодиодные фары снова озадачили. Картина не столь катастрофическая, как у Тииды, но похожая: граница света и тени заметно ближе, чем в случае ксенона, причем ближняя ее часть точно в полосе движения, а обочина освещается лучше. Эксперимент с человеком подтвердил первые впечатления: границы видимости одетого в черное пешехода - 55 и 110 метров, что хуже показателей ксенона. Вот вам и новые технологии.

ЭХ, ПРОКАЧУ-ПОСВЕЧУ!

Подкрепим замеры субъективными ощущениями от езды.

В случае с Тиидами галогенки неплохо справляются со своей задачей, позволяют вполне комфортно передвигаться на разрешенных за городом скоростях. А с LED-фарами ехать неприятно и порою даже опасно, в первую очередь из-за странного светораспределения. Светодиоды сильно бьют вдоль правой обочины и немного захватывают встречную полосу, зато прямо перед носом вырезают из светового пучка довольно значимый кусок - вероятно, чтобы не слепить водителя идущей впереди машины.

Забота о ближнем - дело благое, но не в ущерб же себе! Не всегда ведь следуешь за кем-то.

Более того, граница света и тени очень резкая и рассмотреть что-либо за ней невозможно - словно занавес перед машиной опустили, причем в 25 метрах от бампера. При такой, мягко говоря, скромной дальности прочие достоинства светодиодов (например, более привычный глазу цвет светового пучка) сходят на нет. Границы световой зоны существенно расширяются, когда переключаешься на дальний, - точнее, загораются дополнительные секции с галогеновой лампой. Но держать его включенным постоянно не получится - будешь слепить встречных. Кроме того, от двухцветного пучка (белый от светодиодов и желтый от галогенок) глаза быстро устают.

Но и на Мазде не всё однозначно! На невысоких скоростях светодиодный ближний свет тоже проигрывает ксенону, хотя электроника умеет перестраивать форму светового пучка в зависимости от дорожной обстановки.

Пользу от умной системы управления ощущаешь лишь на скорости выше 40 км/ч и при отсутствии других машин в поле зрения: автоматически включается дальний свет, разом прекращая все разговоры о недостаточной эффективности.

При приближении попутных или встречных автомобилей LED-фара не выключает дальний свет полностью, а лишь приглушает отдельные секции, чтобы не ослеплять других водителей, - в пучке света словно вырезается темный прямоугольник, в котором маячит встречная машина.

Опираясь на данные с передней камеры, электроника играет формой пучка довольно четко. Лишь в паре случаев она ошибочно приглушила огни, приняв за фары встречного автомобиля яркий фонарь.

Ксеноновые фары дореформенной Мазды светят лучше, но приглушать свет они не умеют, а потому при встречных разъездах и обгонах приходится вручную переходить с дальнего света на ближний и обратно. Вот почему при чуть худших параметрах источника света светодиодные фары обновленной Мазды 6 мы оцениваем выше старых, газоразрядных ламп.

«Заглядывать» в повороты умеет и та и другая маздовская светотехника, но никакой существенной разницы в четкости и скорости срабатывания мы не заметили ни на спецдорогах полигона, ни на трассах общего пользования.

В СВЕТЕ ГРЯДУЩЕГО

В случае с Тиидой переплата за крутые светодиоды вроде бы скромная: за 27 тысяч рублей обретаете продвинутые фары, шторки безопасности, круиз-контроль и еще пару декоративных мелочей. Но - вот парадокс! - получаете при этом худший свет.

А на машинах среднего и высшего ценовых сегментов умные адаптивные фары не только умело скрывают недостатки полупроводниковых источников света, но и делают ночные поездки безопаснее. В этом мы убеждались и прежде на других дорогих автомобилях. И уже ради этого стоит приобщиться к высоким технологиям.

Они пока недешевы, но сама опция при покупке новой машины оценивается примерно так же, как и «старый» ксенон.

Например, для Мазды это 170 тысяч рублей за пакет из LED-фар, кожаного салона с электроприводами и памятью регулировок, проекционного дисплея и обогрева задних сидений. Год назад, при значительно более гуманном валютном курсе, схожий набор с биксеноном (кстати, без проекционного дисплея и обогрева задних сидений) стоил 130 тысяч рублей.

При покупке оптики отдельно разница более заметна: ксеноновая фара на «шестерку» стоит около 40 тысяч рублей (для справки: более навороченная на Audi A8 обойдется в 100 тысяч), а светодиодная минимум вдвое дороже, причем неоригинальных комплектующих нет и, скорее всего, не будет. Такие ценники могут довести до инфаркта. Впрочем, светодиодная техника будет быстро дешеветь.

И за этими источниками света будущее - это ясно уже сегодня.

Адаптируемся

05

Будущее за многофункциональными фарами, автоматически формирующими световой пучок в зависимости от скорости, погодных условий, профиля дороги и наличия других машин. За распределение света отвечает комплекс устройств: датчики дождя, скорости, угла поворота руля и положения подвески, камера на ветровом стекле, навигационная система.

Первая эффективно работающая адаптивная светотехника (1) была сделана на базе биксеноновых фар. За изменение светораспределения в них отвечает барабан-шторка, установленный между лампой и линзой. Вращаясь на горизонтальной оси, он занимает одно из нескольких фиксированных положений, каждое из которых формирует световой пучок. Так получаются городской, пригородный, магистральный и прочие варианты освещения. Позже инженеры решили использовать в основном дальний свет, а с ослеплением бороться с помощью постепенного опускания ламп.

06

(2) LED-технология открыла новые горизонты. В фаре (2) несколько светодиодов, каждый из которых отвечает за свой сегмент дороги. Значит, можно затенять отдельные секторы, оставляя освещенным остальное пространство.

Самые совершенные, сложные и дорогие - так называемые матричные фары (3). Каждый источник света, счет которым идет на десятки, отвечает за определенный сектор. В фаре нет поворотных элементов для регулирования светового пучка - светодиоды жестко закреплены на стационарной плате под определенными углами относительно горизонтальной и вертикальной осей, а алгоритмы включения и регулировки яркости задаются программой. Так как светодиоды быстро выходят из строя при повышенных температурах, в фарах обязательно предусмотрена система принудительного охлаждения - с микровентиляторами и дополнительными воздуховодами для точного распределения воздушных потоков.

07

ГАЛОГЕНКИ

ПЛЮС: Низкая цена; недорогие источники света и возможность их замены МИНУС : Высокое энергопотребление; адаптивный свет никто не делает

КСЕНОН

ПЛЮС: Отличный свет; возможность замены ламп МИНУС : Высокое энергопотребление; адаптивный свет сложно реализовать

СВЕТОДИОДЫ

ПЛЮС: Безграничные возможности в создании адаптивных фар; низкое энергопотребление, долгий срок службы; по спектру ближе всех к дневному свету МИНУС : Необслуживаемые (заменяется только фара в сборе); сложная конструкция с собственной системой управления и охлаждения очень дорога; без адаптивного режима светят плохо

Для любого водителя, часто эксплуатирующего свой автомобиль в ночное время суток очень важно, чтобы автомобильные фары обеспечивали качественное освещение дорожного полотна, ведь от этого напрямую зависит безопасность движения. Раннее в качестве осветительных элементов в автомобильных фарах использовались обычные лампы накаливания. Сейчас же на замену им пришли другие оптики, среди которых и галогеновые фары.

Далее рассмотрим, что такое галогеновые фары, чем они отличаются от иных видов, какие у них положительные и отрицательные качества. Сразу отметим, что понятие «галогеновые фары» не совсем верное. Хотя для простоты этот термин используют практически все. В действительности же устройство галогенной фары идентично обычной (с лампой накаливания). То есть, имеется корпус, отражатель, стекло-рассеиватель и осветительный элемент. Разница лишь в последней составляющей.

Конструктивные особенности

В целом, даже общее устройство галогенной лампы во многом сходно с обычной лампочкой накаливания на 12 В. Имеется цоколь, посредством которого осуществляется подача напряжения на осветительный элемент, благодаря ему также осуществляется фиксация лампочки в патроне.

Цоколь соединен с двумя электродами, между которыми натянута спираль из тугоплавкого материала – вольфрама. Именно эта спираль и является источником света. При прохождении по ней электрического тока эта спираль сильно разогревается, что сопровождается выделением яркого свечения.

галогеновые лампочки для авто — разновидности

Как и любой металл, вольфрам подвержен окислению при контакте с воздухом. Чтобы этого не произошло, электроды вместе со спиралью помещены в колбу.

В обычной лампе накаливания, воздух откачан. Но в процессе работы высокая температура приводит к тому, что атомы вольфрама отделяются (металл как бы испаряется), а после оседают на менее нагретых поверхностях (на стенках колбы). В этой особенности работы есть два недостатка: вольфрамовая нить постепенно становиться тоньше, и в конечном итоге перегорает, также конденсация на стенках колбы атомов металла приводит к потемнению стекла (снижается его светопропускная способность).

Удивительно друзья, что еще совсем недавно все автомобильные фары были совершенно одинаковыми по типу используемых источников света. Практически во всех автомобилях использовалась только одна технология источника света. В связи с тем, что по своей конструкции и типу используемых лампочек фары в разных автомашинах были одинаковыми, то большинство этих фар не отличались своим оригинальным дизайном. Но теперь как мы знаем все изменилось.

Фактически за несколько лет технологии ближнего и дальнего света в автомобилях совершили удивительный рывок в современность, и все благодаря инновационным разработкам автопроизводителей машин. Сегодня на автомобильном рынке представлено огромное число различных технологий, которые используются в автомобильных фарах. У каждой технологии имеются свои плюсы и минусы. Мы точно уверены, что в ближайшем будущем автопроизводитель продолжит удивлять нас своими стремительными прогрессивными технологиями. Предлагаем нашим читателям подробный обзор самых распространенных технологий, используемых сегодня в осветительных приборах во всех современных автомашинах.

На начальном этапе развития мировой автопромышленности все автомобильные компании сталкивались с определенными трудностями по развитию электрического освещения в своих первых автомобилях. Даже в тот момент, когда автопроизводство машин во всем мире встало на конвейнерный поток, инженеры всех автокомпаний по-прежнему продолжали ломать голову над созданием идеального ближнего и дальнего света для автомобиля. Главной проблемой, с которой сталкивались специалисты автокомпаний являлось следующее, это энерго-эффективность самого освещения. Любому источнику света была необходима определенная и достаточная энергия. При использовании обычных ламп накаливания затрачивалось слишком много энергии для их питания, что естественно приводило к повышенному расходу топлива.

Удивительно другое, лишь только в начале 60-х годов во всей автопромышленности наконец-то утвердился единый стандарт использования обычных ламп накаливания в фарах автомобилей. До этого самого времени ничего такого не было.Также поразительно и другое, что до недавнего времени обычные лампы накаливания практически использовались в автопромышленности в качестве единого стандарта.

Стоит здесь отметить, что обычные вольфрамовые лампы накаливания по-прежнему применялись в автопромышленности, не смотря на появление в 1959 году вольфрамово-галогенных ламп, которые были гораздо надежнее и эффективнее. Но тем не менее, массового распространения эти лампы так и не получили. Позднее, в начале 70-х годов на некоторых автомобилях автопроизводители стали устанавливать в передние фары машин галогенные фары нового поколения, которые в отличие от обычных ламп накаливания требовали уже в два раза меньше энергии и служили в несколько раз дольше. Но в то же самое время этим новым лампам накаливания так и не суждено было стать основным стандартом оснащения автомобильных фарах, длилось это вплоть до недавнего времени.

Совсем недавно в автомобилях стали чаще применяться и использоваться галогенные лампы, которые по своей сути представляют собой ту обычную модифицированную лампочку накаливания. Традиционная нить накаливания заключена в галогеной лампе в специальную колбу, в которую под давлением закачен специальный газ. Под напряжением специальная дуга (нить) под давлением газа начинает давать очень сильное свечение, которое в несколько раз превышает уровень свечения простой обычной лампы.

Начиная с 1990 года во всех автомобильных фарах стали практически использоваться уже различные технологии отражения света в зависимости от типа использования лампочек ближнего и дальнего света. Также, начиная с 1990 года во многих автомашинах автопроизводители стали использовать в фарах вместо стекла, обычный пластик. Материал из поликарбоната намного прочнее и легче традиционного стекла. В том числе, с начала 90 годов все автопроизводители стали использовать спасательные отражатели передних фар, которые разрабатывались с помощью сложных программных расчетов (пример на фото слева - Ranger). Как правило в фарах с отражателями использовались обычные лампочки накаливания.

Но в это же самое время автопроизводители стали еще предлагать в качестве альтернативы и фары с направленными линзами (на фото справа - Mazda MX-5), в которые устанавливались галогенные лампы. Линзы фар позволяли галогенным лампам давать яркое направленное свечение (т.е. луч света).

Низкая себестоимость галогенных ламп и срок их службы от 500 до 1000 часов, позволили галогеновым лампочкам закрепиться на рынке автопромышленности и постепенно вытеснить из данного сегмента традиционные лампочки накаливания. Но прогресс не стоит на месте. На авторынке все очень быстро меняется. Производители не покладая рук продолжают и продолжают разрабатывать и осваивать новые технологии, и все с одной целью, повысить энергетическую эффективность источников света в автотранспорте. Естественно существуют и минусы этих галогеновых ламп, например, это не идеальная эффективность затрат самой энергии. Большая часть этой энергии тратится просто впустую. В среднем, одна галогеновая лампа потребляет 55 Вт энергии большая часть которой превращается просто в тепло, а не в тот-же свет.

Газоразрядные лампы (альтернативное название - Ксеноновые лампы, происходят от названия инертного газа, который закачивается в этот тип ламп) используют смесь редких металлов и специальный газ. Внешне эти ксеноновые лампы схожи с галогеновыми. Но технология у них разная. В отличие от галогеновых ламп, в которых свечение дает специальная нить окруженная газом, в газоразрядных лампах само свечение дает закаченный под давлением газ, который нагревается специальной металлической пластиной.

Ксеноновые лампы светят в два в три раза ярче, чем галогеновые.

Из-за очень яркого свечения газа эти газоразрядные фары, как правило, оснащаются производителями, также системой самовыравнивания линз и омывателем фар. Все это защищает водителей встречных автомобилей от ослепления.

Благодаря автоматической регулировке ксеноновых фар пучки света направлены вниз.

Не смотря на очень яркое свечение газоразрядная лампа потребляет намного меньше энергии, чем та жа галогенная. Обычно такая ксеноновая лампочка потребляет всего 35 Вт энергии. Приблизительный срок службы этой лампы составляет около 2000 часов.

Единственный минус фар, это медленный разогрев газа в самой лампе, что при начальном включении фар не позволяет максимально ярко давать направленный пучок света. Для полного разогрева лампы требуется некоторое время.

Ксеноновые фары легко отличить от галогенных, благодаря синему оттенку свечения по краям и очень яркому лучу белого света. Многие автомобили оснащаются ксеноновыми лампами только лишь ближнего света, когда как дальний свет работает на галогеновых лампах. В некоторых же марках и моделях автомашин используется БИ-Ксеноновые фары, у которых и ближний и дальний свет оснащается газоразрядными лампами.

Газоразрядные лампы стали доступны в середине 90-х годов прошлого века. Но не смотря на их эффективность и надежность они тоже не стали стандартными источниками света, которыми сегодня оснащается большинство автомобилей. Дело все в их высокой стоимости. Поэтому эти лампы оставили местечко для последующих возможностей появления на свет других новых технологий.

Светодиоды (LED) прошли долгий путь своего развития, начиная от своего первого появления на компьютерах и до того момента, чтобы стать ключевыми компонентами на автомобилях, телевизорах и телефонах.

Чтобы понять на сколько глубоко светодиоды вошли в автомобильную промышленность, хотелось сначало бы отметить, что на всех выпускаемых автомобилях в мире приборная панель освещается практически с помощью этих LED ламп.(!) Даже кнопки в салоне автомашины также подсвечиваются светодиодами. В том числе вместе с ними и сенсорный дисплей информационно-развлекательной системы также подсвечивается этими LED лампами.

Все дизайнеры автомобилей в мире очень полюбили эти светодиоды, поскольку их маленький размер позволяет встраивать их даже в самые мелкие и тонкие элементы автомобиля.

Светодиодные источники освещения - это колоссальный прорыв технологий, который принес пользу не только самой автопромышленности, но и многим отраслям экономики. Самое удивительное здесь другое, а именно, что эти современные LED лампы по своей яркости практически уже приблизились к тем же газоразрядным лампам (ксеноновым). Но это еще не все плюсы ламп. Эти LED лампы в огромное число раз быстрее достигают своей максимальной яркости, чем ксеноновые. К примеру, обыкновенные и галогеновые лампы достигают своей максимальной яркости где-то за полсекунды, а вот те же светодиодные лампы достигают такого же максимального накала уже всего за миллионную долю секунды!!!

Так например, при использовании этих светодиодов в задних фарах автомобиля (при торможении) намного улучшилась реакция водителей, которые движутся позади автомобиля, приблизительно где-то на 30%.

Вдобавок ко всему, некоторые производители светодиодных ламп добились почти долговечности работы этих ламп, которая достигает на сегодняшний момент 15 тысяч часов работы.

Если Вы прикоснетесь к автомобильной лампе накаливания или галогенной лампе, то скорей всего вскрикните от боли, так как эти лампочки очень сильно нагреваются. Но, если Вы прикоснетесь также к светодиодной лампе, то Вам предстоит долгое время удерживать свою руку на лампе, чтобы она почувствовала на себе тепло.

Это самое главное . Они максимально эффективно используют потребляемую энергию и далее преобразовывают ее в свет, но не в тепло, как предыдущие лампы. Все это стало возможным благодаря именно тому, что данные светодиодные лампы большую часть своего тепла просто сохраняют внутри, а не выплескивают его на поверхность лампы.

С первого момента появления светодиодных ламп и установки их в автомобильные фары, таковые изначально устанавливались только лишь на роскошных и дорогих автомобилях, стоимость которых начиналась от 200 тыс. долларов США. Сегодня светодиоды появились уже на многих автомобилях эконом класса. Наступление светодиодных технологий практически охватило всю машиностроительную автопромышленность. Светодиодные фары претендуют в ближайшее время стать основным источником стандарта ближнего и дальнего света.

В конце этого года компания "BMW" представит публике на своей новой гибридной модели i8, новые инновационные лазерные передние фары. Лазерные технологии будут доступны в машине в качестве дополнительной опции. Так что совсем скоро смогут увидеть совершенно иной "взгляд" новых агрессивных передних фар.

Если Вы думаете, что будут так-же как и ксеноновые ослеплять встреченных водителей, если на автомобиле не будет отрегулирована и работать автоматическая регулировка наклона фар, то Вы полностью друзья ошибаетесь. Технология лазерных фар совершенно полностью иная.

Лазерный луч света направляется через фосфорный газ. При прохождении луча лазера этот газ дает более яркое свечение, чем у газоразрядных ламп, но вот далее этот яркий свет просто отражается и рассеивается освещая тем самым равномерно дорогу, он совсем не ослепляет встречные автомашины.

Как утверждают разработчики, эти лазерные фары намного энерго-эффективнее, они могут освещать дорогу на расстоянии до 600 метров впереди идущего автомобиля. К примеру, светодиодные фары дальнего света могут освещать дорогу только на расстоянии 300 метров впереди идущего транспорта.

В заключении уважаемые читатели хотелось бы отметить, что каждый тип световых ламп на автомобилях должен быть строго использован в определенном виде фар, поскольку, при использовании ламп в фарах непредназначеных под определенный тип источника света, снижается эффективность ближнего и дальнего света, и фары уже могут ослеплять водителей встреченных машин.

Так например, ксеноновые лампы должны использоваться только в фарах со специальными линзами, эти фары должны быть оборудованны омывателем и автоматической корректировкой угла наклона.

Галогенные лампы не должны использоваться в фарах с отражателем, который предназначен именно под традиционные лампы накаливания. Использования светодиодных ламп в обычных фарах, также не допустимо, поскольку яркость освещения дороги не будет соответствовать стандарту безопасности в соответствии с ГОСТом. Удачи друзья!