какие есть фары у машины
Виды автомобильной оптики: устройство фар, лазерные, led и линзованные фонари
Невозможно представить автомобиль без средств освещения дороги. Видов, классов и типов оптики достаточно много, каждый производитель разрабатывает автомобильные фары с учетом современных технологий и требований к качеству освещения.
Одна из технологий, которая доказала перспективы и надежность, – это лазерные фары, продемонстрированные Баварским концерном на модельном авто BMW i8.
Конструкция фары
Устройство фары автомобиля одинаково практически во всех модификациях. Различия касаются материала, угла установки рассеивателя, типа ламп и пр. Свет создается за счет наличия главных элементов, фара в сборе:
Источником света выступают лампы. Корпус отражателя выпускается различной формы в зависимости от дизайна модели, чаще всего это правильный конус.
Рассеиватель – вторая главная часть конструкции, которая изготавливается из стекла или твердого полимера. Рассеиватель обеспечивает защиту от механического повреждения и предназначен для корректного направления света. Фары, оснащенные светодиодами и матричными элементами, имеют специфическую конструкцию и иной принцип работы рефлектора.
Конструкция зависит от типа использования ламп. Так, для галогенов линза не используется.
Вид света
Существуют такие разновидности автомобильных фар:
Главная техническая характеристика света – цветовая температура. Она определяет спектр излучения, который может восприниматься человеческим глазом. Для автомобильных ламп цветовая температура остается главным параметром выбора, измеряется в Кельвинах. В каждой лампочке маркируется крышка или цоколь.
Тип света в зависимости от цветовой температуры:
Чем выше значение цветовой температуры лампы, тем худшими становятся показатели освещенности. Оптимальный диапазон автомобильной оптики – 2800-5000 К.
Галогенные
В 70% в автомобильной оптике используются галогенная лампа, которая состоит из колбы, нити накаливания, цоколя. Вместо вакуума галогенный газ (летучее соединение брома, хлора, фтора и др.), который дает вольфрамовой нити меньшую степень испарения и большую степень накала. Свет галогенной лампы, в сравнении с обычной лампочкой накаливания, имеет большую яркость при увеличенной длине светового потока. Достоинства:
Стандартная цветовая температура галогенной лампы 3200 К. Такая оптика обеспечит должное освещение ночью и при небольшом дожде. Если требуется обеспечить авто белым светом, выбирается улучшенная галогеновая модель с показателем в 5 000 К.
Ксеноновые
Лампы высокоинтенсивного разряда, больше известные как ксеноновые, – это сравнительно новая технология, в основе которой лежит принцип галогенной конструкции. Колба наполнена инертными газами (ксенон от 70%). В лампе отсутствует стандартная нить накаливания, есть два электрода, которые обеспечивают возникновение электродуги. Ксенон, нагреваясь, начинает светить ярким белым светом, максимально приближенным к дневному.
Для эффективной работы требуется генерировать импульс напряжения, необходимый для возникновения дуги. В автомобилях с ксеноновой оптикой присутствует специальный блок розжига, или «балласт». Достоинства:
Для ксеноновых ламп характерна цветность в 4300 К. Это лучшие показатели температуры, при которой обеспечивается хорошая видимость ночью и во время непогоды. Лампы, маркированные 5 000 К, выдают свет, схожий с дневным на 98%.
Запрещается устанавливать ксеноновые лампы в обычные фары с отражателем: для таких ламп подходит только линзованная оптика.
Диодные
Диодная оптика, или LED-фары, – новое слово в автомобильном освещении. До недавнего времени диоды использовались по одному для освещения салона, дневных ходовых огней, подсветки. Светодиоды комплектуются лед-блоком и устанавливаются в линзованную оптику. Преимущества установки светодиодов:
К недостаткам лед-освещения относят стоимость блока диодов, который при поломке одного элемента подлежит полной замене.
Лазерные
В качестве инноваций в оптику автомашины входит новый элемент – лазерные фары. Большая стоимость изготовления лазерного блока – пока единственное ограничение для повсеместного использования новой технологии.
Впервые именно китайцы решили установить лазерный луч на обычные светодиоды. При этом световой поток лед-элемента увеличился на 70%. Комплектуются лазерные фары определенным количеством диодов и лазерным модулем, световой пучок имеет четкие границы и не ослепляет водителей встречного транспорта.
Цветовая температура не превышает 5500 К, что дает хорошее освещение дороги ночью, в туман, во время сильного снега и дождя. Лучшему освещению способствует и встроенная камера инфракрасного излучения (только в автомобилях класса люкс, например Ауди Спорт 2018 г.).
Форма фары
В классификацию автомобильной оптики входит вид фар по размеру и форме.
Наибольшее распространение имеют квадратные фары или фары с удлиненными боками, повторяющие форму кузова. В зависимости от производителя форма блока головной оптики – узнаваемая часть дизайна. Например, круглые фары – это фишка таких производителей, как Bentley (с 1919 года) и Mercedes-Benz (с 1967).
Предназначение фары
Автомобильная оптика должна максимально полно освещать дорожное полотно и указывать местоположение автомобиля (габаритные огни). Это основное ее предназначение.
Наибольший ассортимент имеют передние фары. Одна из разновидностей головной оптики – адаптивные фары. Этот класс оптических приборов отличается от традиционного освещения тем, что направление пучка света меняется в зависимости от передвижения машины.
Принцип работы автомобильной адаптивной фары построен на работе автокорректора. Оптика меняет направление света по горизонтальной линии в зависимости от того, в какую сторону повернет автомобиль. Поворот освещения происходит за несколько секунд до поворота колес благодаря электронному блоку управления, в который входят элементы:
Второе название адаптивной фары – система адаптивного освещения.
Ближние
Автомобильная фара ближнего света предназначена для освещения дорожного полотна на расстоянии не более 55 метров. Главный критерий – луч не должен ослеплять водителей встречных авто. Это достигается благодаря установке лампы оптимальной мощности и угла наклона.
При формировании ближнего света отражение светового пучка происходит только от верхней части рефлектора, левая часть луча ограничивается специальным экраном, в то время как правая хорошо освещает обочину.
Дальние
Фары дальнего света должны обеспечивать хорошую видимость дороги на расстоянии не менее 120 метров от машины. В современных автомобилях вместе со штатными дальними огнями устанавливают дополнительное освещение. В качестве альтернативы используют новые технологии – матричные фары.
Матричная фара объединяет в себе всю основную оптику автомобиля: дневные огни, дальний и ближний свет, дневное освещение, габариты. Производится модуль ведущими компаниями, например Audi. В конструкции присутствуют до нескольких тысяч светодиодов, блок управления, компьютерная система, кондиционер и пр. Диоды объединены в блоки с отражателями. Матрица способна реализовать более миллиарда различных световых комбинаций в зависимости от ситуации и обеспечивает следующие элементы освещения:
Противотуманные
Противотуманные фары имеют желтый свет, что достигается установкой ламп низких цветовых температур. В автомобиле ПТФ располагаются на горизонтальной линии, стандартно чуть ниже головного света или на его уровне.
Желтый теплый свет не допускает отражения капель влаги и обеспечивает хорошую видимость во время дождя, снега, тумана. В непогоду не рекомендуется использовать дальний свет: видимость не улучшится, но водители на встречной полосе будут ослеплены.
Противотуманные фары имеют достаточно узкий вертикальный световой луч при захвате большой горизонтальной плоскости. ПТФ проекционного типа светит как бы снизу вверх, обеспечивая водителя хорошей видимостью на расстоянии до 30-50 метров.
Габаритные
Габаритная оптика предназначена для определения размеров автомобиля. Ночью и в непогоду габариты всегда должны быть включены. Днем как альтернатива используются универсальные дневные ходовые огни. В зависимости от расположения на авто предупреждающая оптика делится на задние и передние (подфарники) габариты.
Передние габариты должны светить только белым светом. Их обязательно включают ночью, совместно с противотуманными фарами в период непогоды.
Задние габариты чаще всего комплектуются в блок-фару, они бывают только красные. Для грузовых и пассажирских авто задние габаритные огни устанавливаются как на нижней части кузова, так и сверху.
Задние
Конструктивно задние фары состоят из блока оптических элементов, необходимых для безопасного вождения:
Некоторые части сигнальной оптики могут устанавливаться вне основного блока фары. Для задних огней предусмотрено три цвета: желтый, красный, белый. Для этого подкрашивают покрытие рассеивателя или отражатель. Линзы в фарах, как правило, не устанавливаются.
Работа всех сигнальных задних огней, кроме габаритов, в современных автомобилях совмещена с соответствующими системами. Стоп-сигналы, габариты и указатели поворотов включаются кнопкой или рычагом на приборной доске. Фонарь заднего хода включается автоматически при переключении рычага коробки на задний ход.
Задние противотуманные фонари имеют автоматическое независимое отключение, работа оптики объединена либо с лампами дальнего света, либо с ПТФ.
Конструктивно задняя правая фара имеет отражатель свободной формы, реже параболической. При использовании светодиодов для каждого блока предусматривается определенная область отражателя.
Тип отражения
Классификация автомобильной оптики и типы фар различаются в зависимости от параметров отражения светового пучка от источника. Используется отражатель (рефлектор) либо линза. Для каждого класса ламп предусмотрен свой тип отражателя.
Рефлекторные
Автомобильные рефлекторные фары наиболее востребованы во всех классах от грузовиков до седанов люкс. Простые конструкции, в которые входят рассеиватель определенной формы, блок фары и источник света, обеспечивают необходимую яркость всех световых элементов авто. Отражатель изготавливается из стекла или пластмассы с алюминиевым напылением.
Основная функция рефлектора – отражать и усиливать световые лучи. В комплектацию входит корректор для ограничения светового потока. По конструктивному типу отражатели классифицируются:
Прожекторные
Прожекторные конструкции, или фара-прожектор, считаются дополнительным спецоборудованием автомобиля. Фара-искатель формирует мощный, но узкий луч света за счет отсутствия в блоке рефлектора. Наиболее распространены китайские фары-прожекторы. Они монтируются на авто двумя способами:
Для дополнительных огней могут использоваться как линзованные фары, так и рефлекторные в зависимости от технической характеристики лампы.
Правила использования световых приборов автомобиля
Добрый день, уважаемый читатель.
В этой статье будут рассмотрены правила дорожного движения, относящиеся к использованию фар и фонарей автомобиля в различных дорожных ситуациях.
Световые приборы предназначены как для освещения дороги впереди автомобиля (чтобы избежать столкновения с препятствием), так и для обозначения самого автомобиля (чтобы избежать наезда других транспортных средств).
К сожалению, многие водители не знают правил использования фар и фонарей, поэтому не используют все предоставленные им возможности.
Внешние световые приборы автомобиля
В начале этой статьи несколько слов о том, какие внешние световые приборы могут быть у автомобиля. Данная информация в первую очередь предназначена для тех, кто обучается в автошколе и пока не понимает, для чего предназначены те или иные фары или фонари.
Примечание. Тема «световые приборы» является одной из самых сложных в автошколе, т.к. кандидату в водители, который еще ни разу не сидел за рулем, сложно запомнить похожие названия световых приборов и правила их применения.
Габаритные огни
Как правило, автомобиль сконструирован таким образом, что при включении ближнего или дальнего света фар габариты включаются автоматически. То есть ближний свет без габаритных огней не работает.
Дневные ходовые огни
Дневные ходовые огни не следует использовать ночью, т.к. в темное время суток они могут ослепить встречных водителей за счет большой яркости. При этом дорогу они не освещают.
В 2021 году большинство автомобилей оборудуются дневными ходовыми огнями, однако на машинах, выпущенных до 2010 года, встретить такие огни можно довольно редко.
Ближний и дальний свет фар
Противотуманные фары
В 2021 году противотуманные фары не являются обязательными, поэтому они устанавливаются не во всех комплектациях автомобилей. То есть в автомобиле может и не быть ПТФ.
Противотуманный фонарь
Этот фонарь обязательно устанавливается на всех автомобилях.
Движение в светлое время суток
При хорошей видимости
При движении в светлое время суток на автомобиле должен быть включен один из следующих световых приборов:
Если на автомобиле есть все перечисленные приборы, то имеет смысл воспользоваться ДХО. Эти огни ярче и потребляют меньше электричества.
При движении также могут быть включены:
При недостаточной видимости
Должен использоваться один из следующих световых приборов:
При этом дальний свет не может использоваться:
Дополнительно на автомобиле могут быть включены:
Примечание. Задний противотуманный фонарь как раз предназначен для использования в условиях недостаточной видимости, однако на практике его используют не более 10 процентов водителей. Остальные, судя по всему, не знают соответствующих правил.
Движение в темное время суток
Должен использоваться один из следующих световых приборов:
При этом дальний свет не может использоваться:
Дополнительно можно использовать:
Движение в тоннеле
При движении в тоннеле независимо от наличия освещения должен быть включен один из следующих световых приборов:
Дополнительно могут быть включены:
Остановка и стоянка автомобиля
В темное время суток на неосвещенной дороге
Должны быть включены:
Прочие световые приборы можно использовать.
При недостаточной видимости (в темное или светлое время суток)
Должны быть включены:
Прочие световые приборы, в том числе задний противотуманный фонарь, могут быть использованы.
Правила использования световых приборов
Выше подробно рассмотрены правила использования фар и фонарей в различных ситуациях, однако запомнить их не так-то и просто. Поэтому рассмотрим их в более компактном виде.
Все остальные варианты и комбинации световых приборов нарушением не являются.
В заключение напомню, что штрафы за неправильное использование световых приборов рассмотрены в рамках отдельной статьи:
Путь света: развитие автомобильных фар
Почему первые фары были газовыми, как русский инженер помог General Electric внедрить электрический свет и чем линзованная оптика лучше рассеивателей. Изучаем столетнюю эволюцию фар от карет с керосинками до конца ХХ века.
Фары для автомобиля — это все. Они освещают дорогу, они делают его заметным для остальных участников движения, недаром как в России, так и во многих других странах ближний свет должен быть включен в любое время суток. Ну а кроме того, фары являются важным имиджевым элементом или даже визитной карточкой некоторых моделей.
Первый опыт
Первые световые приборы пришли на машины из мира карет. Вопреки распространенному заблуждению, кареты были не такими уж примитивными транспортными средствами, у них имелись и подвески, и системы обогрева, и даже тормоза. И, разумеется, освещение. Первоначально освещение дороги не входило в число приоритетных задач — главным было обозначить положение экипажа на дороге и осветить ближайшие окрестности.
Скорости были невелики, лошади сами искали дорогу, да и ночные поездки были не слишком частыми. Обычно в полной темноте ехать не было нужды, либо это была хорошая лунная ночь, либо карета ожидала рассвета на постоялом дворе от греха подальше. Боялись тогда вовсе не ночных ДТП, а дорожного разбоя.
На экипаже Короля Георга VI и Королевы Елизаветы хорошо виден газовый фонарь. 1939 г.
Масляные и керосиновые лампады
С появлением первых самодвижущихся повозок и постепенным ростом скоростей старые способы с использованием керосиновых, масляных ламп или даже свечей себя исчерпали. На момент появления автомобиля уже были известны и параболические отражатели и даже линзы, они использовались в фонарях на судах и на железной дороге, но все упиралось в источник света.
Мощные газовые фонари требовали запаса газа, а его надолго не хватало, даже довольно большой и тяжелый баллон работал от силы час. Электрические лампы требовали мощного источника тока, а с ним были проблемы. Даже системы зажигания на первых машинах были основаны на магнето, свободной электроэнергии не было на борту, а аккумуляторов не хватало даже на электромобилях. Последние тоже довольствовались керосиновым или газовым освещением.
Первые газовые лампы
Решение предложил Луи Блерио в 1896 году, запатентовав ацетиленовую лампу и генератор. Прелесть этого решения была в том, что горючий газ ацетилен вырабатывался прямо на машине при соединении карбида кальция и воды. Без воды карбид был почти безопасен, а объем производимого газа легко регулировался поступлением воды в генератор.
Пламя ацетиленовой горелки оказалось очень мощным, ярким и довольно «чистым» — копоти почти не было, что позволяло использовать различные оптические элементы в компактной фаре. А объем готового ацетилена, весьма опасного газа, склонного к детонации и самовозгоранию, оказывался невелик. К тому же ацетиленовый генератор можно было расположить подальше от фар, которые часто повреждались.
Луи Блерио, уличный газовый фонарь и Ford model N, оснащенный газовыми фонарями
Запаса карбида в генераторе хватало на несколько часов, а зеркало фары надо было чистить не чаще, чем раз в десять-двадцать часов. По тем временам это был вполне разумный интервал технического обслуживания. Часто примерно через такое же время нужно было уже проводить серьезные работы по двигателю и подвеске.
Наиболее «чистые» и технически совершенные карбидные лампы могли вообще не требовать технического обслуживания годами, а свет, производимый ими, попадал в самый «удачный» для человеческого глаза диапазон. Но конкуренции с электрическим освещением газовые лампы не выдержали. Как только электрические лампы стали долговечнее и появились достаточно мощные генераторы, яркая эра карбидного освещения закончилась.
Переход к электричеству
Электрическое освещение пытались приспособить для машин и паровозов еще с момента изобретения первых вакуумных электрических лапм, например, конструкции Александра Лодыгина в 1874-м или Томаса Эдисона в 1879-м. Основным достоинством электричества являлись полная безопасность и отсутствие необходимости очищать оптическую систему фонаря.
До изобретения вольфрамовой нити лампы изготавливали с угольной нитью или с платиновой, но первые были не очень долговечны, а вторые очень уж дороги. Первые патенты на использование вольфрамовой нити получил, опять же, Лодыгин. Уже в 1906 году он продал разработку корпорации General Electric, которая смогла значительно удешевить производство вольфрамовой нити и в 1910-м запустить лампы в серийное производство.
Ford model T 1915 г., оснащенный электрофонарями
Несмотря на КПД около 2-3%, это было серьезным прорывом, ведь электричество в машине можно было применить не только для работы головного освещения. Освещение панели приборов и салона, электрический прикуриватель сигар, батарейное контактное зажигание и самое главное — электрический стартер для двигателя! И об этом в нашем рассказе стоит упомянуть чуть подробнее.
В 1911 году сотрудник компании Delco Чарльз Кеттеринг опубликовал в журнале Popular Mechanics статью о проектируемом им устройстве электрического старта. Причем стартер являлся еще и генератором, ведь электричество для зарядки аккумуляторной батареи тоже нужно было где-то брать.
Идея настолько понравилась основателю компании Cadillac (и Lincoln, кстати) Генри Леланду, что в 1912 году в серийное производство запустили первый автомобиль с «полным электропакетом» — Cadillac Model Thirty SelfStarter, на котором был и электростартер, и генератор, и, разумеется, полное электрическое освещение, включая задние фонари и освещение салона.
Можно сказать, что прорыв в электрификации серьезно повысил шансы на победу ДВС в затянувшейся борьбе с паровыми автомобилями и электромобилями, удобство использования и надежность запуска намного улучшились, а по мощности и автономности ДВС и так опережал конкурентов.
Cadillac Model 30 4-door Tourer 1912
Всеобщая электрификация машин свершилась: уже к 1915 году аккумулятор и генератор стали непременным атрибутом автомашины, как и электрическое освещение, а вот стартеры еще некоторое время оставались люксовой опцией — заводили машину по-прежнему «кривым стартером», маховиком, пневмосистемой или холостым патроном.
В дальнейшем освещение на машинах было только электрическим. Поначалу мощность ламп накаливания была значительно меньше, чем ацетиленовых, но со временем этот вопрос решили, поэкспериментировав с наполнителем для колбы. Изначально внутри лампы был вакуум, а потом туда догадались закачивать газ. Сначала аргон, а затем пары галогенов (брома или иода). Это позволило продлить лампам жизнь, существенно увеличить температуру накаливания нити, а следовательно, и силу света.
И основной задачей конструкторов на долгие годы стало уже не увеличение мощности излучения, а удобство использования света. Первыми задачами стали стандартизация цоколей ламп, формирование ограниченного луча для скрытого освещения и предотвращения ослепления встречных машин. Все задачи были связаны между собой и ставились перед конструкторами военными — как раз шла первая мировая война.
Ближний и дальний
Уже к двадцатым годам сформировалось разделение на «ближний» и «дальний» свет. Дальний работал по-паровозному, освещая дорогу на пределе яркости светового пучка, а ближний свет освещал только ограниченный участок дороги, не ослепляя водителей встречных машин. Соответственно, больше света попадает на обочину и меньше — на встречную полосу.
Автомобильные фары, правила использования, история
Автомобильные фары – своеобразный индикатор транспортного средства для остальных участников дорожного движения, устройство для освещения дороги и повышения обзорности в условиях недостаточной видимости.
Многие водители, особенно новички, не вспоминают про автомобильные фары, пока они исправны и надежно освещают им путь.
Но как только возникают поломки, которые, как правило, приводят к невозможности ездить ночью (а по новым правилам и днем), а также, во многих случаях, приводят к покупке новых ламп или стекол фар, важность данных осветительных приборов становится очевидной.
Но сегодня мы поговорим не про устройство и ремонт осветительных приборов автомобиля, а про правила их использования и историю создания. Думаем, по данной теме, многим водителям мы откроем глаза.
Правила использования автомобильными фарами
Ближний свет фар совместно с габаритными огнями должен быть включен при движении автомобиля даже на освещенной городской дороге. Для Украины данное правило действует в период с 1 октября по 1 мая и только во время езды за городом.
При недостаточной видимости или в темное время, при движении в тоннелях водителю предоставляется на выбор включить дальний или ближний свет фар.
Во время разъезда за 150 метров до встречного транспорта дальний свет переключим на ближний. Также потребуется переключиться, если водитель встречного транспорта посигналит о возможном ослеплении.
Это основные требования Правил дорожного движения по использованию приборов внешнего освещения. Чтобы ознакомиться более подробно с порядком использования фар, можно заглянуть в ПДД.
История разработки фар
История разработки фар восходит к 1779 году, когда Иван Кулибин разработал параболический отражатель, активно использующийся и в наши дни в световом оборудовании автомобиля.
Непосредственно как способ освещения транспорта фары появились в 1896 году. Работали они на ацетилене. На автомобиле устанавливался ацетиленовый генератор. На его дне располагался карбид кальция. При повороте рычажка вода поступала к карбиду, образуя необходимый ацетилен. Газ по резиновым трубкам устремлялся в горелку, установленную в фокусном отражателе.
И вот тут требовалось открыть фарное стекло-заслонку, поднести горящую спичку и фары заработали на целых четыре часа. По истечении этого времени все нужно было повторить сначала.
Степень освещения дороги ацетиленовыми фарами характеризовалась высокими показателями. Они вполне обеспечивали необходимую в соответствии с нормами безопасности видимость в триста метров.
Высокий показатель обеспечивался параболическими рефлекторами и линзами.
Фары современных автомобилей
На современных автомобилях устанавливаются фары трех типов:
Также читайте что такое биксеноновые фары.
Параболические фары
Самые распространенные – параболические. Луч света направляется вдоль оси расположенной в фокусе лампой. Полезный свет – 27%.
Рефлекторные фары
В рефлекторной фаре поверхность поделена на особые сегменты, которые отвечают за свою часть освещенности. КПД такой фары составляет 45%.
Прожекторные, двухфокусные фары
Последнее поколение фар — прожекторные двухфокусные. Они обеспечат водителю самую хорошую видимость и безопасность при движении. Как правило, устанавливаются на большегрузных автомобилях и дорогих иномарках.
Второй фокус собирает лучи в отражателе и направляет через экран, повторно фокусируя линзой. Световая производительность прожекторных фар — 50%.
Эти фары значительно дороже двух предшествующих типов.
Матричные фары
Про матричные фары рассказать в одной статье не возможно, поэтому рекомендуем к прочтению — что такое матричные фары.
Да будет свет!
Сказал гаишник, и выписал штраф водителю за управление транспортным средством с неисправными приборами внешнего освещения.
Пренебрежение автосветом считается опасным нарушением ПДД. Правда, штраф за такое отступление от норм невелик – 500 рублей (2014 год), но, в случае ДТП, водитель-«невидимка» становится виновником аварии.
О том, что ближний свет фар на транспортном средстве должен включатся даже в условиях хорошей видимости на освещенной дороге, все уже знают.
Другие важные осветительные приборы
А какие еще существуют приборы внешнего освещения автомобиля?
Противотуманные фары предназначены для использования в период снегопада, тумана, плотной стены дождя и других условий плохой видимости. Они устанавливаются ниже обычных и без них в плохую погоду водителю будет сложно следить за дорожной обстановкой.