Автокомпоненты "Эвалюция фар"


 

Валентин Ожго

Фото автора и производителей

 


Споры о том, кто является родоначальником автомобильной фары и кому принадлежат лавры первенства в ее создании, время от времени то резко появляются, то внезапно угасают...

 И как друзья вы не садитесь…

Первое появление автомобильной фары многие связывают с фонарями конных карет и дилижансов. Заметим, с автомобильной фарой то искусственное светило всего лишь в далеких родственных отношениях: одно дело свеча или газовый фитиль карбидной струи горения, а другое дело заряд электрической энергии, поступающий по проводам на контакты лампочки.

По большому счету, отсчет историографии автомобильной фары нужно начинать даже не с появления электрической лампочки или аккумулятора. Запатентованная французами в последний год уходящего XIX столетия автомобильная лампа с угольной нитью осветительному прибору статус фары не дала, оставляя его фонарем. Даже появившаяся в 1906 г. лампа с тугоплавкой вольфрамовой нитью накаливания не превратила прибор освещения транспортного средства в фару, хотя была экономичнее угольной нити и более стойкой к дорожной тряске.

То был лишь «полуфабрикат» осветительного прибора с непродолжительным ресурсом светосилы. Полноценный продукт освещения дороги в виде автомобильной фары начал свою ходу с появлением обычного автомобильного генератора. Именно с него берет исторический отсчет фара, потеснив фонарь…

Революцию, конечно же, сделал генератор. Разработчики Bosch в 1913-м позиционировали свой прибор как источник энергии для автомобильных фар с регулятором напряжения, дав ему название «Система автомобильного света Bosch». Генератор поставлял энергию батареи, которая в свою очередь обеспечивала стабильную работу двух электрических фар. Сила тока генератора того времени составляла всего 4 А.

Вскоре «Система автомобильного света Bosch» заложила основы электрификации всего автомобиля. За фарами вскоре последовали электростартер (1914 г.), а также первый электропривод для дворников (1926 г.).

Всякая новизна помимо прогресса и удобств несет в себе… опасность. Автомобильная фара не исключение. С ее внедрением в автомобилестроение появилось ослепление мощным пучком света водителей встречных машин, поскольку рефлектор и стекло с оптической оболочкой формировали направленный на дорогу светосильный луч.

Революционное внедрение в 1919-м снова сделали разработчики упомянутой выше компании Bosch, поставившие в стеклянную колбу лампы две нити накаливания – для дальнего и ближнего света. В это время появился особый рассеиватель, представлявший собой покрытое призматическими линзами стекло фары, отклоняющее свет на дорожное полотно вниз. Помимо этого автомобильные лампы того поколения считались более долговечными из-за применения внутри смеси аргона и азота, который препятствовал испарению вольфрама с нити.

 

Есть у эволюции начало…

Если поначалу фара, имея не привычное нынешнему взору оптическое выпуклое, а плоское стекло, защищала рефлектор и лампочки от осадков и грязи, то со временем защитная функция стала лишь одним из элементов конструкции этого осветительного прибора. Во-первых, стекло поменяло форму и стало выпуклым, появились признаки оптики: рассеивание и оптическое преломление светового пучка.

Если на заре автомобилизации круглые фары устанавливались на внешние кронштейны крепежа в зоне крыльев, бампера, то со временем они интегрировались непосредственно в саму конструкцию автомобиля или автобуса. Их начали переносить и прятать в конструкцию кабины как капотного, так и бескапотного исполнения. Соответственно, размеры таких световых приборов пришлось уменьшать.

Здесь очень вовремя подоспела новая система фар – галогенных. Они появились с вводом в стеклянную емкость колбы ламп галогенида – соединения йода и брома, т. е. химической реакции между галогеновым газом и вольфрамом. Это тоже был революционный прорыв, получивший старт в 62-м с серийного выпуска таких ламп компанией Hella.

Самое главное достоинство «галогенок» в их долговечности и высокой светоотдаче. Они очень быстро завоевали популярность во всей группе техники, начиная от легковушек, грузовиков, автобусов и заканчивая спецмашинами. Недостатки тоже были. В первую очередь это касалось энергоемкости: при излучении света нить накаливания создает большое количество тепла, расходуя энергию практически впустую.

Появившиеся в первой половине 90-х ксеноновые фары оказались намного экономичнее, поскольку использовали меньше энергии, что снижало расход топлива. Правда, это не единственные плюс относительно «галогенок», у которых ресурс был в два раза меньше. В ксеноновых фарах оказалась выше и светосила.

При такой генерации света, понятное дело, что-то получается лучше за счет других упущений. К примеру, свет получился слишком ярким и на дорогах без разделительных отбойников встречных потоков транспорта такой пучок даже рассеянного луча  вызывает не очень лестные отзывы у едущего навстречу водителя.

Второй фактор нелестных отзывов в стоимости владения такой лампой: ценовой диапазон «ксенона», его замена, обслуживание существенно выше «галогена». Есть и третий фактор – использование в производстве некоторых моделей ламп токсичных соединений в виде ртути.

К настоящему времени на первый план выходят светодиодные фары, которые в ближайшие годы вытеснят «галогенки» и «ксенонки». По физическим свойствам лампы таких фар наиболее экономичны за счет малого потребления электрической энергии. Правда, выступающая своеобразным мерилом эффективности и экономичности такой лампы светоотдача (световой поток на единицу мощности – лм/Вт) здесь занимает промежуточную позицию между галогеновой и ксеноновой фарами.

Появления блок-фары, где в едином узле соединены все приборы освещения, включая ходовые/габаритны огни, сигналы поворота и т. д., не только облегчило передвижение по дорогам в темное время суток, но и вывело дизайн колесных транспортных средств на улучшенный эстетический уровень и придало конструкции аэродинамические свойства. По конфигурации это самые разнообразные формы, интегрированные в конструкцию кузова. Как и типы осветительных систем. Там лампы накаливания могут соседствовать со светодиодами, галогеном или ксеноном. Последнее поколение блок-фар наделено интеллектуальными системами адаптивного освещения, облегчающего управление автомобилем в темное время и снижающее усталость водителя.

Во-первых, такая система по своей динамике позволяет выдать «на-гора» оптимальную освещенность проезжей части относительно скорости движения и угла поворота. В режиме «городского» света при скорости до 55 км/ч горизонтальная светотеневая граница предотвращает ослепление других участников дорожного движения. Во-вторых, зона головного освещения на этом режиме расширилась, что позволяет заранее распознать идущих по краю дороги пешеходов.

В-третьих, на загородной дороге после преодоления стрелкой спидометра отметки 55 км/ч подключается свет, чем-то напоминающий обычный ближний свет. Автоматика асимметрично распределяет свет без ослепления водителей встречного транспорта. На скорости свыше 100 км/ч дальность распределения света рассчитана на большие радиусы поворотов при высокой скорости движения.

Система дальнего света AFS не требует переключать свет во избежание ослепления других участников дорожного движения. Она также имеет функцию динамического освещения поворотов. В зависимости от угла поворота рулевого колеса фары поворачиваются где-то на 15 град., обеспечивая оптимальное освещение поворота. Последнее поколение блок-фар с усовершенствованной системой AFS компания Hella оснастила камерой и программой для обработки изображений в режиме реального времени.

С помощью установленной на лобовом стекле камеры опознаются идущие впереди или двигающиеся навстречу автомобили, а положение фар регулируется таким образом, что световой пучок заканчивался, не доходя до других автомобилей. Благодаря этому дальность ближнего света можно увеличить с нынешних 65 м до 200 м. Если дорога свободна, то система переключается на дальний свет, обеспечивая оптимальные условия видимости для водителя.

При обнаружении камерой на дороге участников движения, подверженных опасности ослепления, из зоны распределения дальнего света автоматически исключается та область, в которой находится опознанный камерой участник движения. Находящееся непосредственно перед автомобилем пространство постоянно освещается стандартным светом на уровне ближнего света.

Кроме того, исходя из вертикальных угловых данных о соответствующих объектах в поле зрения камеры, можно получить информацию о топографических особенностях дороги и дополнительно использовать её для улучшения освещения неровной местности. Настройка возможной дальности фар основывается на контроле уровня ослепления других участников дорожного движения. Таким образом, исключается опасное ослепление и обеспечивается максимальное распределение ближнего света.