Из чего состоит фара автомобиля?

Устройство и виды передних фар автомобиля

Центральное место в системе освещения автомобиля занимают передние блок-фары (головного света). Они обеспечивают безопасность поездок в вечернее и ночное время, освещая дорогу перед транспортным средством и информируя других водителей о приближении автомобиля.

  1. Передние блок-фары: элементы конструкции
  2. Ближний свет фар
  3. Дальний свет фар
  4. Устройство фары
  5. Источник света
  6. Отражатель
  7. Рассеиватель
  8. Виды источников света
  9. Лампы накаливания
  10. Галогенные лампы
  11. Ксеноновые (газоразрядные) лампы
  12. Светодиодные лампы
  13. Инновационные разработки
  14. Способы управления головным светом

Передние блок-фары: элементы конструкции

Передние фары совершенствовались на протяжении десятилетий. Вплоть до конца ХХ века на автомобили устанавливались круглые фары прожекторного типа. Однако по мере изменения эргономики и аэродинамики кузова возникла необходимость в новых решениях: круглые фары не позволяли создавать плавные, обтекаемые линии кузова. Поэтому дизайнеры и конструкторы начали внедрять новые более привлекательные формы, не уступающие по световым качествам и характеристикам.

Основные элементы передних блок-фар автомобиля

Современная фара головного света объединяет в себе несколько устройств:

  • фары ближнего и дальнего света;
  • габаритные огни;
  • указатели поворота;
  • дневные ходовые огни.

Единая конструкция носит название блок-фара. В дополнение к ней на передней части автомобиля могут устанавливаться противотуманные фары (ПТФ), обеспечивающие безопасность поездки в условиях недостаточной видимости.

Ближний свет фар

В зависимости от дорожных условий, в темное время суток могут использоваться фары ближнего или дальнего света.

Ближний свет фар обеспечивает освещение дорожного полотна на 50-60 метров перед автомобилем. Также фары освещают правую обочину.

Ближний свет не должен доставлять дискомфорта водителям встречных транспортных средств. Если же ваша машина ослепляет других автомобилистов, значит, фарам требуется регулировка.

В мире приняты две системы светораспределения потока – европейская и американская. Каждая из них имеет свои особенности в структуре и принципах формирования пучка.

Европейская и американская системы светораспределения

Нить накала в фарах американских автомобилей располагается немного выше горизонтальной плоскости. Световой поток делится на две части, одна из которых освещает дорогу и обочину, а вторая направляется в сторону встречного автомобильного движения. Чтобы фары не слепили водителей, изменяется глубина отражателя, формирующего нижнюю часть светового пучка.

В европейских транспортных средствах нить накаливания расположена выше фокуса отражателя и заслонена специальным экраном, препятствующим попаданию светового потока на нижнюю полусферу. Благодаря такой системе фары европейского типа более комфортны для автомобилистов, едущих навстречу. Световой поток направляется вперед и вниз, непосредственно на дорожное покрытие перед автомобилем.

Дальний свет фар

Дальний свет фар отличается наибольшей интенсивностью и яркостью светового потока, выхватывая из темноты 200-300 метров дорожного полотна. Он обеспечивает максимальную дальность освещения дороги. Но использовать его можно только в том случае, если в зоне видимости перед автомобилем нет других машин: слишком яркий свет ослепляет водителей.

Снизить отрицательный эффект дальнего света помогает система адаптивного освещения, которая в качестве дополнительной функции устанавливается на некоторые современные автомобили.

Устройство фары

Вне зависимости от вида передних фар, можно выделить три основных элемента, обеспечивающих работу оптики.

Источник света

Источник света – главный элемент любой фары. Наиболее распространенным источником в передних блок-фарах являются галогенные лампы. Относительно недавно конкуренцию им составили ксеноновые лампы, а еще позже – светодиодные устройства.

Отражатель

Отражатель изготавливается из стекла или пластмассы с небольшим напылением алюминия. Главная задача элемента – отражать световые потоки, исходящие от источника, и усиливать их мощность. Направлять луч света в заданном направлении помогают корректоры и световые экраны.

По характеристикам отражатели можно разделить на три основных типа.

  1. Параболический отражатель. Самый доступный вариант, отличающийся своей статичной конструкцией. Фары с таким устройством нельзя корректировать, изменяя яркость, интенсивность и направление световых лучей.
  2. Рефлектор свободной формы. Имеет несколько зон, отражающих отдельные части светового пучка. Свет в таких фарах остается статичным, но при рассеивании отмечается гораздо меньшая светопотеря. Также свет фар с рефлектором свободной формы является более комфортным для других водителей.
  3. Эллипсоидный отражатель (линзовая оптика) – наиболее дорогой, но в то же время самый качественный вариант, исключающий светопотерю и ослепление других водителей. Рассеиваемый поток света усиливается с помощью эллиптического светоотражателя, а затем перенаправляется во второй фокус – специальную перегородку, вновь собирающую свет. От щитка поток повторно рассеивается в сторону линзы, которая собирает свет, усекая или перенаправляя его. Главный недостаток линзы в том, что при активной эксплуатации автомобиля ее стабильность может понизиться. Это, в свою очередь, приведет к неисправностям или светопотерям. Устранить недостаток можно будет только при помощи профессиональной корректировки линз, выполняемой в автосервисе.

Виды отражателей фар

Рассеиватель

Рассеивателем света в автомобиле является внешняя часть фары, выполненная из стекла или прозрачной пластмассы. На внутренней стороне рассеивателя располагается система линз и призм, размер которых может варьироваться от миллиметра до нескольких сантиметров. Основная задача данного элемента – защитить источник света от внешнего воздействия, рассеить пучок, направив поток в заданном направлении. Регулировать направление света помогает разная форма рассеивателей.

Виды источников света

В современных автомобилях можно выделить несколько видов фар в зависимости от применяемых источников света.

Лампы накаливания

Наиболее простой и доступный, но уже устаревший источник – это лампы накаливания. Их работу обеспечивает вольфрамовая нить, находящаяся в безвоздушной стеклянной колбе. Когда в лампу поступает напряжение, нить нагревается и от нее начинает исходить свечение. Однако при постоянной эксплуатации вольфрам имеет свойство испаряться, что в итоге приводит к разрыву нити. По мере развития новых технологий лампы накаливания не выдержали конкуренции и перестали использоваться в автомобильной оптике.

Галогенные лампы

Несмотря на то, что принцип работы галогенных ламп схож с лампами накаливания, срок службы галогенок – в разы дольше. Увеличивать продолжительность работы ламп, а также повышать уровень освещения помогают пары галогенного газа (йода или брома), закачанные внутрь лампы. Газ взаимодействует с атомами вольфрама на нити накаливания. Испаряясь, вольфрам циркулирует по колбе, а затем, соединяясь с нитью накаливания, вновь оседает на ней. Такая система позволяет продлить срок службы лампы до 1 000 часов и более.

Ксеноновые (газоразрядные) лампы

В ксеноновых лампах свет образуется благодаря нагреву газа под высоким напряжением. Однако розжиг и питание лампы может осуществляться только с помощью специального оборудования, увеличивающего итоговую стоимость оптики. Но затраты оправданы: ксеноновые фары способны прослужить 2 000 часов и более.

Наиболее часто в системе головного света используются би-ксеноновые фары, совмещающие в себе ближний и дальний свет.

Светодиоды постепенно набирают популярность, составляя конкуренцию галогенным и ксеноновым лампам

Светодиодные лампы

Светодиоды – наиболее современный и набирающий популярность источник света. Срок службы таких ламп достигает 3 000 и более часов. При наименьшем потреблении энергии, светодиоды способны обеспечивать достаточный уровень освещенности. Такие лампы активно используются как во внешней, так и во внутренней системе освещения автомобиля.

Читайте также  Иридиевые свечи что это такое?

В передних блок-фарах светодиоды стали применяться с 2007 года. Для обеспечения нужного уровня яркости света, в головные фары устанавливается сразу несколько сегментов светодиодных источников. В некоторых случаях передние фары могут включать в себя до двух-трех десятков светодиодов.

Инновационные разработки

Не исключено, что в будущем современные источники света будут вытеснены новыми разработками. Например, инновационной технологией являются лазерные фары, которые впервые были применены на автомобиле BMW i8. В качестве источника освещения в фаре применяется лазер, который светит на покрытую фосфором линзу. В результате образуется яркое свечение, направляемое отражателем на дорожное полотно.

Срок службы лазера сопоставим со светодиодами, но яркость и энергопотребление – в разы лучше.

Стоимость комплекта лазерных фар головного света начинается от 10 000 евро. Данная цена сопоставима со стоимостью бюджетного автомобиля.

Еще одна современная разработка – матричные фары, созданные на основе светодиодных источников света. В зависимости от дорожной обстановки автомобиль может автоматически настраивать работу каждой секции светодиодов в отдельности. Такая настройка помогает обеспечить отличное освещение даже в сложных условиях недостаточной видимости.

Инновационные лазерные фары на BMW i8

Способы управления головным светом

Способ включения передних блок-фар в автомобиле зависит от марки, модели и комплектации машины. В бюджетных вариантах предусмотрен ручной способ управления оптикой. Водитель использует специальный переключатель, который может быть установлен под рулем или на панели управления.

В более современных и дорогих моделях присутствует устройство, автоматически включающее свет фар при определенных условиях. Например, оптика может начинать работу в момент запуска двигателя. Иногда устройство включения фар объединено с датчиком дождя или специальными элементами, реагирующие на уровень освещенности.

Главная задача передних блок-фар — освещать дорогу и обеспечивать безопасность в темное время суток

Как и другие элементы автомобиля, передние блок-фары продолжают совершенствоваться. Они приобретают не только яркий и технологичный дизайн, но и улучшенные световые характеристики. Однако главная задача головных фар остается неизменной и заключается в обеспечении безопасности водителя, его пассажиров и других участников дорожного движения в темное время суток.

Назначение и устройство автомобильной фары

Устройство автомобильной фары

1.Корпус.

Содержит все компоненты фары – кабель, отражатель, лампу и т.д. Устанавливается в кузов автомобиля, защищает лампу от перегрева, влажности и механических повреждений. Изготавливается из термопластика.

2. Отражатель.

Лампа излучает неполяризованный свет, лучи которого не имеет одного направления, а испускаются во все стороны. Отражатель собирает лучи и направляет его в сторону дороги. Внутренняя поверхность сделана из латуни, пластика или стекла и покрыта отражающим слоем серебра, хрома или алюминия.

3. Рассеиватель.

Бывает двух видов: с рисунком и прозрачным покрытием.

1. Рассеиватель «с рисунком». Оптические элементы – углубления и засечки на линзе, рассеивают частично поляризованный отражателем свет, чтобы получить нужный угол освещения дороги. Конструкция устарела и сейчас используется крайне редко.

2. Рассеиватель с прозрачным покрытием не имеет оптических элементов. Используется для 3 типов фар: с биксеноновыми лампами, с дополнительной рассеивающей линзой, для фар свободной формы. Основная функция – защищать лампу от грязи и воды. Изготавливаются из стекла или пластика. Пластик имеет ряд преимуществ: более прочный, более легкий, из пластика легче сделать фару любого дизайна.

4. Излучатель.

1. Лампа накаливания. Традиционный излучатель. Внутри стеклянной колбы создан вакуум, внутри которого вольфрамовая нить нагревается электрическим током до 2000 град С.

2. Галогенная лампа. Стеклянная колба заполнена буферным галогенным газом – йодом или бромом. Благодаря галогенам работает до 1000 часов. Галогены – 17 группа элементов в таблице Менделеева. Обладают общими свойствами – неметаллы, сильные окислители.

3. Газоразрядная лампа (HID). Свет излучает нагретый газ (ксенон). Работает до 2000 часов. Ксенон – благородный газ. Не имеет вкуса, цвета или запаха. Применяется в лампах накаливания, для лечения травм головного мозга, медицинской диагностики, как рабочее тело лазеров.

4. Светодиоды (LED). Работают на основе заполнения электронами пустых «дырок» в полупроводнике с выделением фотона. Многократное выделение фотонов приводит к свечению. Энергоэкономичны.

Принцип действия.

В общем, процесс излучения света фарой состоит в следующем: Излучатель испускает рассеянный свет, лучи которого направлены во все стороны. Отражатель собирает лучи и направляет их на рассеиватель. Рассеиватель снова распыляет лучи, чтобы получить свет нужной направленности.

По типу отражателя различают параболоидную систему, свободную форму и супер DE.

1.Пораболоидная система. Отражатель имеет пораболоидную форму. Старейшая технология, которая используется для распределения света, но редко применяющаяся сейчас. Для ближнего света используется верхняя часть отражателя, для дальнего – обе. Источник света расположен таким образом, что свет сначала попадает на верхнюю часть отражателя, затем идет на рассеиватель. Вертикальные оптические элементы в линзе распределяют свет в горизонтальном направлении, а призматические элементы распределяют свет на наиболее важные участки дороги. КПД – 27%.

Фары основные

Учебный центр Auto3N представляет курсы для обучения специалистов по продаже автозапчастей. Пройдите вебинары, тренинги и электронные курсы, и проверьте знания по тестам.

2.Отражатель свободной формы. Наиболее распространенный тип. Форма отражателя не является правильной, а моделируется так, чтобы распределять свет на наиболее важные участки дороги. Благодаря особой конструкции все области отражателя используются для ближнего света. Свет приобретает направленность уже в отражателе, необходимости в линзах с оптическими элементами отсутвует. Горизонтальные отражательные сегменты создают ассиметричное освещение, дополнительное освещая обочину. КПД – 45%.

3. Эллипсоидный. Излучатель располагается таким образом, чтобы подавать как можно больше света на определенные точки отражателя. Отражатель за счет правильной эллипсоидной формы собирает свет и фокусирует на прозрачную линзу, которая рассеивает их. КПД – 52%.

Отражатели.

До 1980-х отражатели делались из штампованного железа и имели форму параболы. В 1983 году на Остин Маэстро впервые поставили новые монофокальные отражатели. В 1980 году появляется технология CAD – система автоматизированного проектирования, которая позволяет делать отражатели любой формы. Верхняя часть отражателя может иметь форму ветки параболы, а нижняя быть произвольной формы, которая эффективней собирает пучки света и направляет их на рассеиватель или линзу. В 2000-х делались из стали. В настоящее время используется термопластик. Он легче, поверхность отражателя более ровная. Из пластика проще сделать нужный дизайн. Линзы. Обычно производятся из стекла. Необходимые требование: нет пузырьков или инородных вкраплений. В настоящее время чаще всего делают из поликарбонатов, у которых есть ряд преимуществ:прочные; очень легкие; свобода конструирования формы; противоцарапная поверхность.

Позже производители экспериментировали с прозрачными линзами. Новая форма отражателей собирала свет и формировала пучок лучей, который охватывал территорию нужного диапазона, что рассеиватель не требовался. Первым автомобилем, который был оснащен фарами с прозрачными линзами был японский Хонда Аккорд.

Возможности тюнинга фар

1. «Ангельские глазки». Выполняют роль дневных ходовых или габаритных огней. Представляют собой несколько связанных светодиодов, установленных вокруг основных ламп. Не могут использоваться в качестве основного источника освещения дороги.

Читайте также  Примерз трос ручника что делать?

2.«Ресницы» — тонкие накладки на фары. Выполняют эстетическую функцию. Не должны перекрывать свет от ламп.

3. Тонировка фар. Если после тонировки фары пленкой, лаком или другими красителями, фара изменила свет излучения, то такая тонировка считается нарушением правил ПДД и запрещена.