Какие бывают фары у автомобиля?

OSRAM › Блог › Виды автомобильной оптики: фара головного света

Сегодня даже опытные автомобилисты порой имеют весьма поверхностные представления о конструкции фары головного света – такое их теперь многообразие.
Давайте попробуем внести ясность в этот вопрос и вместе разобраться в столь важной детали современного автомобиля.

Безопасность и комфорт
Главная задача фары головного света – максимально ярко освещать дорогу перед автомобилем и не слепить других участников движения. Прежде всего, это касается ближнего света. По принятым в 1957 году европейским стандартам установлено понятие светотеневая граница (СТГ) с асимметричным светораспределением. СТГ – это такая линия на дороге (примерно в 55-60 метрах перед автомобилем), где луч света должен заканчиваться и переходить в практически полную темноту. Асимметричность заключается в том, что правая часть светового потока светит дальше, обеспечивая акцентированное освещение правой стороны дороги и обочины. До 90-х годов правильная СТГ достигалась путем отсечения световых пучков фильтрами и шторками, позже появились другие решения, но обо всем по порядку.

С параболическим отражателем
Вплоть до 90-х годов все автомобили были оснащены фарами с зеркальным параболическим отражателем. Лампа в них располагалась строго по центру, что удобно для дальнего света, когда лучи попадают на всю поверхность отражателя. При включении ближнего света, специальный фильтр не давал лучам падать на нижнюю часть зеркала. Также лампа прикрывалась специальным колпачком, который не позволял свету проходить прямо.

Недостатком таких фар была низкая эффективность. Лишь часть света лампы в итоге попадало на дорогу. Что подтверждает КПД в 27%. Ни один современный автопроизводитель уже не использует такой вид головной оптики в конструкции автомобиля.

С отражателем сложной формы (рефлекторные)
В 90-х годах, с появлением совершенно новых материалов, изменением технологий и внедрением компьютерного моделирования в автопромышленность пришли отражатели сложной формы, что кардинально преобразило внешний вид фары.

Отражатель в них разработан таким образом, чтобы свет от него попадал в нужное место дороги. Каждый изгиб отвечает за освещение конкретного участка дороги. При этом задействована и верхняя, и нижняя часть.

Рассеиватель стал больше не нужен, фара закрыта теперь ровным поликарбонатом. Отказ от стекла позволил снизить вес конструкции почти на килограмм.
Благодаря всем изменениям эффективность фары повысилась почти в два раза, до 45%.

Линзовая фара с проекционным (эллипсоидным) отражателем
Это самый современной тип фары, использующей отражатель. Пучок света в них формирует линза, которая и распределяет его в нужное место дороги.

Для получения четкой СТГ, применяется специальный экран, отсекающий часть света. Он выполняет роль заслонки, прерывающей луч света снизу. Подобная технология используется в биксеноновой фаре, но об этом позже.

КПД линзовой фары составляет 52%.

Корректоры света
Первые фары с параболическим отражателем нуждались в механической регулировке при помощи специальных винтов. Сегодня все автомобили оснащаются устройством, меняющим высоту света из салона. Водитель приподнимает лучи или опускает их, в зависимости от рельефа местности и загруженности багажника. Называется такое устройство корректором.
Бывают механические, гидравлические, пневматические и электромеханические устройства. Чаще всего встречаются электромеханические корректоры. Их начали применять с середины девяностых годов 20 века и используют до сих пор в большинстве легковых автомобилей.

С появлением ксеноновых ламп, понадобились автоматические корректоры. Они регулируют высоту лучей на основе телеметрических датчиков, отслеживающих высоту дорожного просвета.
Если вы решили самостоятельно установить ксенон в фары, в которых он не предусмотрен штатно, учтите, что по ГОСТ Р 51709-2001 вам придется раскошелиться и на автоматический корректор, иначе серьезного разговора с инспектором ДПС не избежать.

Какие лампы подойдут?
Часто на автофорумах приходится читать утверждения «опытных» водителей о том, что «линзованная оптика разработана исключительно для ксенона».
Начнем с того, что любая ксеноновая лампа имеет в своем названии букву S или R. S-type предназначена для элипсоидных отражателей, R–type – для рефлекторных.

S-type применяется в биксеноне. При переключении на ближний, свет лампы не уменьшается, как думают многие, а используется механическая шторка, которая поднимается и перекрывает нижнюю часть отражателя, образуя светотеневую границу.
R –type разработана для рефлекторных отражателей и работает, как правило, в качестве лампы ближнего света. Функцию механической шторки выполняет фильтр, расположенный на самой колбе лампы. По сути, это защитное покрытие, которое не пропускает свет на нижний отражатель и формирует все ту же СТГ.

Как увеличить яркость?
Еще один распространенный вопрос автомобилистов: «Можно ли ставить лампу большей мощности, чем рекомендует изготовитель?». Если на фаре написано 55Вт, то превышать эту цифру не стоит.
Во-первых, вырастет энергопотребление бортовой сети. Во-вторых, более мощная лампа будет перегревать фару, что в конечном итоге выведет из строя весь блок. Если вы не удовлетворены яркостью лампы, вам не обязательно повышать ее мощность. Например, новое поколение NIGHT BREAKER LASER является сегодня самой яркой галогенной автолампой OSRAM! При этом потребляемая мощность составляет все те же 55 Вт.
Инновационные лазерные технологии обеспечивают до 150% больше яркости, если сравнивать с минимальными установленными требованиями, а тщательно продуманная структура нити накала позволила добиться дополнительной светоотдачи. Световой луч от этой лампы до 150 м длиннее, а излучаемый свет до 20% белее. Как конструкторам удалось добиться столь выдающихся показателей, мы расскажем позже в отдельной статье.

Устройство фар автомобиля

Светотехника на машине – основа безопасности и удобства на дорогах. Это такая же неотъемлемая часть транспортного средства, как колёса и руль. В то же время, видов и конфигураций световой техники на машину существует довольно много. В этой статье мы рассмотрим основные типы передних фар и их назначение.

По прямому функционалу передние фары автомобиля можно разделить на отдельные классы:

  • Габаритные огни – предназначены для обозначения габаритов транспортного средства, стоят спереди и сзади.
  • Ближний свет – основные фары, предназначенные для освещения дороги непосредственно перед машиной, светят они ярко, но только на ограниченное небольшое расстояние, около 40–50 метров.
  • Дальний свет – фары, светящие на большое расстояние, на 200-300 метров. Они обеспечивают комфортный световой путь даже на очень большой скорости.
  • Противотуманные фары – дополнительные фары для ухудшенных погодных условий (метель, туман и прочее). При одновременном использовании с ближним светом противотуманки сильно слепят других участников движения.
  • Ходовые огни работают днём для дополнительного обозначения машины. Впервые получили применение в странах Скандинавии и Британских островов, там, где иногда днём освещение недостаточное для полного обеспечения безопасности.
  • Специальные передние световые устройства, вроде раллийных фар, световых искателей, прожекторов и прочее.

Устройство фары

Устройство фары автомобиля примерно одно для всех модификаций. Свечение создаётся за счёт трёх сегментов фары.

Источник света

Излучение лампы не направлено прямо, как фонарь, на самом деле, она скорее светит во все стороны, направляя частицы света на следующий сегмент.

Отражатель

Он бывает разной формы, часто это относительно правильный конус, но может быть множество вариаций в зависимости от конфигурации фары и дизайна передней части машины в целом. Обычно это стекло или пластмасса с небольшим напылением алюминия. Как вполне ясно из внутренней формы слова – основная его задача – отражать, весь свет, который на него попадает. При этом отражении он усиливается. Специальные корректоры в свою очередь ограничивают световую зону, направляя луч света. В плане отражения света можно также выделить три основных подтипа:

  1. Параболический отражатель. Самый простой, дешёвый и распространённый. Это статичная конструкция, отражающая свет горящей лампы. Такую фару нельзя подкорректировать, яркость, интенсивность, направление света в них статичны.
  2. Рефлектор свободной формы (Free Form Reflector). Такой рефлектор разделён на несколько зон (количество их может сильно варьироваться), каждая отражает и направляет свой пучок света. Свет таких фар также статичен, но более отчётлив, меньше светопотеря при рассеивании, значительно меньше вероятность ослепления других водителей или себя.
  3. Линзовая оптика. Свет от лампы в этом случае рассеивается и усиливается специальным эллиптическим светоотражателем, но после этого направляется на второй фокус – специальный щиток, вновь собирающий этот свет. От этой перегородки свет снова рассеивается в сторону линзы, та собирает его, где-то обрезая, где-то перенаправляя. Такая оптика максимально исключает чрезмерную светопотерю и ослепление светом. Линзовая оптика дорога, но очень качественна и обеспечивает максимальную безопасность даже в условиях трудной видимости. Главная проблема – вся эта система довольно динамична, в ходе износа или повреждения стабильность линзы может понизиться, могут возникнуть неисправности, светопотери. В таком случае линза требует специфической корректировки в автосалоне.

Принцип работы ксеноновых фар

Рассеиватель

Это внешняя часть фары, также из стекла или специального материала. Видели на фото или киносъёмках огромные белые листы на штативе? Назначение автомобильного рассеивателя схожее. Его задачи – защищать фару от внешнего воздействия, а также рассеивать и направлять её свет. Скажем, противотуманные фары светят скорее не прямо вперёд, а как бы «под ноги», вниз — вперёд. Для этих функций форма рассеивателя может быть разной. Несколько иной метод работы у светодиодных и матричных фар, мы рассмотрим эту специфику чуть позже, когда будем говорить о светодиодах отдельно.

Это функциональное распределение фар, одинаковое для любого транспортного средства. Можно их разделить и по принципу устройства. Научный прогресс не стоит на месте, технологи и проектировщики задаются одним важным вопросом: как обеспечить максимальную безопасность и дальность освещения, при этом нивелируя ослепляющим фактором. Также важны принципиально надёжность фары, прочность, длительный ресурс использования, экологичность, не забываем о дизайне.

Виды ламп

Фары по методу действия лампы можно выделить в четыре типа:

  • Лампы накаливания
  • Галогенные
  • Ксеноновые
  • Светодиодные

Лампа накаливания

Самые простые, такие же, как обычные лампочки. Работа её обеспечивается вольфрамовой нитью, помещённой в безвоздушную стеклянную колбу. При подаче напряжения происходит нагрев вольфрамовой нити, что и порождает свет. Такие лампы не очень надёжны, они морально устарели: вольфрам постоянно испаряется с нити. Она утончается, что приводит в итоге к разрыву. Также такие устройства легко темнеют и очень восприимчивы к перепадам напряжения. Они ещё широко используются в быту, но постепенно выходят из употребления по причине множественных недостатков. На транспортных средствах уже не используются.

Галогенные лампы

Также часто используются в быту. Механизм её работы примерно такой же, – накаливание вольфрамовой нити, однако за счёт того, что внутрь колбы закачаны пары галогенов (йода или брома), которые взаимодействуют с атомами вольфрама и не дают последним осесть, они двигаются вокруг нити по спирали, периодически снова к ней прилипая.

Срок службы таких ламп во много раз дольше обычных ламп накаливания. Такие лампы имеют долгий ресурс эксплуатации, Здесь многое зависит от качества и, соответственно, стоимости. Хорошие галогенные лампы могут работать в течение нескольких лет постоянной эксплуатации. В технической документации обычно прописывают небольшие сроки службы, около тысячи часов непрерывной работы и далее, по факту же качественная галогенная лампа может прослужить в два–три раза дольше, чем предполагает срок эксплуатации. Важна здесь также полная исправность проводки в автомобиле. Неполадки с электроникой или аккумулятором сказываются на длительности работы фар.

Ксеноновые лампы (газоразрядные)

Также распространены в автомобильной промышленности. Первыми здесь были, как всегда, немцы – они поставили ксеноновые фары на BMW седьмой серии в 1994 году. Работает такое устройство за счёт нагревания газа ксенона – благородного газа, при нагревании выделяющего множество света. Такие лампы значительно мощнее газоразрядных. Скажем, при мощности в 35 Вт ксеноновая лампа рождает световой поток в 3000–3200 лм, что на треть больше, чем способна выдать галогенная лампа при вдвое большей мощности.

Ксеноновые лампы экономят электричество, выдают много света и долго служат (срок службы ксеноновой фары составит около двух тысяч часов, примерно в два–три раза больше, чем у своего галогенного аналога.), но дорого стоят. В таком устройстве кроме простых трёх агрегатов, о которых мы уже говорили, есть ещё и специальные нагреватели ксенона, состоящие из блока розжига и электронной системы управления температурой и мощностью. Эти механизмы повышают цену на фару в несколько раз.

Светодиоды

В основе светодиодного фонаря – полупроводниковый кристалл, который преобразует электрический ток в свет. Сначала такие устройства появились в промышленной сфере, но теперь они широко интегрированы в быт. В автомобильной промышленности светодиоды начали использоваться для побочного освещения — стоп-сигналы, подсветка приборной доски, освещение в салоне и так далее.

Считалось, что светодиодные лампы недостаточно ярки для установки в головные фары. Сейчас они светят очень ярко за счёт того, что устанавливаются целыми сегментами-сотами внутрь фары. Один светодиод выделяет меньше света, чем ксеноновая лампа, но установленные вместе они вполне покрывают нужное для безопасности количество освещения. Светодиод сам по себе представляет самодостаточный источник света. На некоторых моделях авто светодиодная фара состоит из двух–трёх десятков отдельных диодов. В каждом из них есть линза, кристалл, анод и катод, обеспечивающие постоянно напряжение тока. Перегорание или неисправность одного диода обычно не тащит за собой поломку остальных.

Лазер

Самая новая технология, которую активно развивают, это лазерные фары. Впервые такие фары применили на футуристичном автомобиле BMW i8. Технология фары достаточно проста — лазер светит на линзу с фосфором, который в свою очередь начинает излучать яркий свет, а отражатель направляет этот свет на дорогу.

Они превосходят светодиодные фары по освещению и энергопотреблению, а срок службы сопоставим. Существенным недостатком этих фар является их стоимость, они являются самыми дорогими фарами современности, не менее 10 тыс. евро, за эту сумму можно купить новый бюджетный автомобиль.

Современные разработки

Момент устройства светодиодной фары доведён до технологического абсолюта в фаре матричной. В ней водитель может менять и подстраивать под себя и нужды дорожной ситуации отдельный диод. Такие матричные светодиоды могут индивидуально подстроиться под любую, даже сложную обстановку с видимостью.

Головные лампы на светодиодах появились десять лет назад. Светодиодные фары на машинах становятся всё популярнее по причине того, что у них практически нет недостатков. Они потребляют мизерное количество электроэнергии, их ресурс в несколько раз может превышать срок службы других фар, при соблюдении температурного режима ресурс эксплуатации такой лампы будет от пяти тысяч часов и более. Единственный, но ощутимый минус – дороговизна. На современном автомобильном рынке фары в целом – удовольствие не из дешёвых и приближается к стоимости лазерных фар – за цену светодиодной фары иногда можно купить целый автомобиль, пускай и подержанный. С другой стороны, такая лампа при правильной эксплуатации может прослужить много лет и ни разу о себе не напомнить, что в итоге может вылиться в солиднейшую экономию.

Изначально светодиодные фары ставились на машины премиум-класса, на некоторые модели Cadillac, Audi. Сейчас же некоторые производители делают фары на светодиодах, которые можно поставить на место фар ксеноновых, так что светодиодное освещение теперь можно ставить и на марки, изначально на это не рассчитанные. В целом мнение автомобилистов сходится в том, что светодиодные фары, так или иначе, захватят рынок.

Проблема с недостатком света решена благодаря технологическим новшествам, а цена будет постепенно снижаться под натиском спроса и уменьшения цен на материалы. Возможно, в недалёком будущем большая часть автомобилей будет оснащена именно светодиодными фарами. Но пока, по объективным причинам основой рынка остаются фары ксеноновые и галогенные.

Виды автомобильных фар

Разновидности автомобильных фар

Автомобильные фары представляют собой основу всей системы электроприборов автомобиля. Наличие новейших типов электроники не поможет при необходимости надежно осветить путь перед машиной в темноте или при прочем ухудшении видимости. По этой причине, каждый собственник транспортного средства должен понимать, что входит в систему автосвета его авто и как работает каждый из элементов.

Существующая классификация элементов

Разделение фар на типы и разновидности происходит по нескольким признакам. А именно:

  • расположение в системе автосвета;
  • приоритетность;
  • тип используемых осветительных приборов.

В зависимости от размещения фары в автомобиле, она относится к группе передних или задних элементов. По приоритетности выделяются основные и дополнительные источники освещения. А по признаку используемых осветительных приборов фары делятся на галогеновые, ксеноновые или светодиодные. Причем наибольший интерес представляет собой третья группа, которую и стоит рассмотреть подробнее.

Все о галогеновых фарах

Говоря о галогеновых фарах, стоит упомянуть, что за счет простоты их принципа работы, данные элементы являются наиболее востребованными среди автолюбителей. А потому и распространены больше остальных типов. Соответствие всем предъявляемым требованиям, а также доступная под любой бюджет цена, приводят к тому, что галогеновым фарами оборудуется большинство автомобилей еще на конвейере завода-производителя. Свое название фары получили за счет принципа работы используемого источника света – галогеновой лампы. Этот элемент представляет собой улучшенную версию лампы накаливания, заполненную галогенами разных газов. Лампочки данного типа используются в фарах головного света и габаритных огнях. Причем, в отношении головного освещения могут применяться две конструктивные разновидности:

  • разделенная;
  • совмещенная.

При разделенном типе освещения в фару вставляются две разные лампочки, для каждого из режимов (ближний и дальний). В совмещенном варианте используется одна лампа с двумя нитями накаливания, которая, при переключении режимов, обеспечивает и дальний, и ближний свет.

Показатели работы галогенового типа фар

Галогеновые фары обладают всеми необходимыми для обеспечения безопасной езды характеристиками. А именно:

  • универсальный набор цоколей, подходящий пол большинство марок и моделей авто (Н1, Н3, Н4, Н7, Н9, Н11, НВ3/НВ4 и прочие);
  • сила светового потока измеряется в диапазоне 1500-2100 Люменов, что говорит о достаточно ярком луче;
  • стекла, используемые в оптике рассчитаны на воздействие высоких и низких температур;
  • отражатель выполнен из качественного листа металла, чтобы избежать деформации при нагреве;
  • эксплуатационный период порядка 450-1600 часов, исходя из качества использованных производителем материалов;
  • уровень потребляемой мощности в легковушке – 55Вт, в грузовике – 75Вт;
  • выдают луч теплого цветового спектра (желтовато-оранжевый), что в показателях цветовой температуры находится на уровне в 3200Кельвинов.

По яркости и уровню цветовой температуры галогеновые фары уступают более современным аналогам (ксенону и светодиодным фарам). Однако, существуют усовершенствованные модели лампочек, в состав газовой смеси которых добавлен ксенон, а светоотдача увеличена, что делает их свет более ярким и холодным. Имея в автомобиле галогеновую оптику, можно заменить лампочки в ней на комплект универсального ксенона. При этом стоит помнить, что «кустарная» установка ксеноновых ламп способна спровоцировать аварийную ситуацию на дороге или штраф для водителя. Поэтому подобную переделку стоит осуществлять при помощи квалифицированных специалистов и с оформлением соответствующей документации.

Все о ксеноновых фарах

О ксеноновых фарах речь, как правило, заходит, когда обсуждается замена штатного галогена на более совершенные модели. Несмотря на серьезные преимущества перед классическими галогенками, штатным освещением ксенон стал только для небольшого количества авто. Причем, чаще всего, это премиальные модели машин. Ксеноновые фары имеют большее количество составляющий, что важно учитывать при выборе. Для монтажа такого комплекта потребуется больше места под капотом. В перечень составляющих входят:

  • лампа, работающая по принципу свечения электрической дуги в колбе, заполненной ксеноном;
  • мощностной резистор или блок розжига для создания нужного уровня напряжения при старте работы фар;
  • драйвер управления положением фар относительно дороги, работающий в автоматическом режиме;
  • для линзованной оптики – биксеноновые или обычные линзы, собирающие и усиливающие производимый лампочкой луч;
  • омыватели рассеивателя, чтобы предотвратить размывание света по сторонам.

При этом, встречаются два основных типа конструкций ксеноновой фары. В зависимости от них, меняется принцип работы осветительного элемента. Выделяются конструкции фар:

  • рефлекторная, работающая в упрощенном формате лампа-отражатель-рассеиватель;
  • прожекторная (линзованная), улучшенная за счет специального линзованного модуля, обеспечивающего производство четко сфокусированного мощного светового луча, направленного исключительно на дорогу.

Если подробнее рассматривать линзованную оптику ксеноновых фар, станет известно о наличии двух разновидностей линз. В первом случае, с монолинзой, для головного освещения используются две ксеноновые лампы. При переключении режимов освещения (ближний/дальний), активируется соответствующая лампочка. Во втором случае применяется биксеноновая технология, подразумевающая использование оной лампочки. Когда требуется переключение режима, специальная шторка на магните изменяет геометрию луча.

Параметры работы ксенонового типа фар

По всем характеристиками работы ксеноновые фары превосходят галогеновые. Особенность состоит в том, что и стоимость такого комплекта будет серьезно выше классических ламп накаливания. В перечень показателей работы ксеноновых фар войдут:

  • светосила – 3200Лм;
  • эксплуатационный период более 3500 часов;
  • не нагреваются при свечении, что делает возможным использование пластиковых рассеивателей;
  • потребляемая мощность, как правило, не превышает 35Вт;
  • используемые цоколя D1S/R, D2S/R, D3S/R, D4S/R, D8S, D5S, где маркер S относится к линзованной оптике, а R – к рефлекторной;
  • старт и поддержание работы элемента происходит только за счет блока розжига, который может идти отдельно или быть встроенным в лампочку;
  • цветовая температура может иметь значение в диапазоне 4300-6000К, меняясь от желтовато-белого до холодного белого с голубым отливом;
  • обязательным является использование автокорректоров и омывателей фар, иначе освещение будет некачественным.

Это то, что касается штатного ксенона, устанавливаемого на заводах-производителях авто. При этом, теми же характеристиками обладает универсальный ксенон, устанавливаемый в качестве улучшения на модели машин с галогеновой оптикой.

Все о светодиодных фарах

Использование светодиодных фар в головной оптике автомобилей началось относительно недавно. При этом, их качественные показатели моментально завоевали признание и спрос среди водителей.

В штатной комплектации светодиодные фары используются пока только в нескольких моделях авто. Если говорит конкретнее:

  • в последних моделях автомобилей марки Audi;
  • в некоторых машинах марки Porsche;
  • в моделях последнего поколения транспортных средств Lexus.

Принцип работы светодиодных фар, установленных в данных авто, един. Фара состоит из нескольких многокристальных светодиодов, которые, в свою очередь состоят из простых диодов. Каждый из простых светодиодов оснащен соразмерным собственным отражателем. Общая проекционная линза занимается концентрированием световых лучей в единый направленный пучок. Стоит отметить, что светодиодные лампы и светодиодные фары – разные понятия. К лампам относятся осветительные элементы, имеющие цоколь, подходящий под большинство моделей авто. При этом, в данном случае очень многое также зависит от грамотной установки, иначе освещение получится некачественным.

Параметры работы светодиодного типа фар

По характеристикам работ светодиодные лампы являются наилучшим источником освещения для авто. Единственным сдерживающим фактором является высокая цена, которая, впрочем, постепенно снижается. В перечень показателей фары входят:

  • выдаваемый луч имеет белоснежный цвет, иногда с голубым оттенком, что говорит о цветовой температуре в 5000-6000 Кельвинов;
  • светосила луча таких фар находится на уровне 4500-5000Лм, причем, встречные водители не ослепляются;
  • каждый диод оборудован собственным отражателем и размещен под четко рассчитанным углом, значит луч всегда направлен правильно, не рассеиваясь по сторонам;
  • лампа не нагревает стекло рассеивателя, что позволяет использовать пластиковый материал;
  • потребляемая мощность в разы ниже, чем у аналогов, и составляет от 6Втдо 12,5 Вт;
  • эксплуатационный период превышает 10000 часов за счет ударопрочной и водонепроницаемой конструкции.

Разобрав характерные особенности существующих типов фар и принципов их работы, можно прийти к выводу:

  1. самым распространенным типом фар являются галогеновые, которые, впрочем, не всегда удовлетворяют качеством освещения и внешним видом некоторых из водителей;
  2. ксеноновые фары отличаются высоким качеством и высокой востребованностью, но требуют более сложной процедуры установки и регулировки;
  3. светодиодные фары отличаются яркостью и цветовым оттенком луча, а также невероятной продолжительностью работы, но, пока, не всем доступны по стоимости.

Виды автомобильных фар

Фары современного автомобиля — это не просто фонари, а сложные светотехнические устройства, которые постоянно совершенствуются. Сегодня в фарах используются различные источники света, а сами фары имеют особое устройство, позволяющее достичь нужных характеристик. О видах автомобильных фар и перспективах автомобильной светотехники читайте в этой статье.

Типы и маркировка автомобильных фар

Вплоть до начала 1990-х годов на всех автомобилях устанавливались классические фары, оборудованные различными видами ламп накаливания, но сегодня можно выделить как минимум три типа фар, которые отличаются используемыми в них источниками света:

— Фары с лампами накаливания;
— Фары с ксеноновыми лампами;
— Фары со светодиодами.

Прежде чем говорить о каждом из этих типов фар, нужно несколько слов сказать об их маркировке.

Каждая фара имеет на рассеивателе маркировку, которая говорит о характеристиках фары, ее особенностях и сферах применения. Маркировка установлена международным стандартом и имеет следующую структуру:

— Верхний ряд букв — обозначение категории;
— Средний ряд цифро-буквенных индексов — знак международного утверждения (буква и цифра в кружке), код выдавшей утверждение страны и сила светового потока для дальнего света (округленно);
— Стрелка (или ее отсутствие) — обозначение назначения фары для право- или левостороннего движения;
— Нижний ряд цифро-буквенных индексов — код официального утверждения.

Наибольший интерес для рядового автовладельца представляет верхний буквенный ряд, который обозначает категорию фары. В нем могут присутствовать следующие буквенные коды:

— H — фара только для галогенных ламп;
— C — фара ближнего света;
— R — фара дальнего света;
— S — лампа-фара;
— PL — рассеиватель изготовлен из пластика;
— B — противотуманная фара.

Также нужно сказать и о стрелке под знаком международного утверждения. Отсутствие стрелки означает, что фара предназначена для правостороннего движения, наличие стрелки — для левостороннего, а двухсторонняя стрелка означает, что фара универсальна.

Фары с лампами накаливания

Наиболее распространенными остаются фары с лампами накаливания. Однако сегодня в фарах все чаще используются галогенные лампы или лампы, наполненные ксеноном и криптоном. В галогенных лампах вольфрамовая нить накала (или две нити в случае двухнитевых ламп) помещены в колбу, заполненную парами йода или брома. Эти газы предотвращают осаждение на стенках колбы атомов вольфрама, испарившихся с нагретой до 3000°С нити накала, что значительно продлевают срок службы лампы.

Существует несколько типов галогенных автомобильных ламп, которые отличаются способом установки в фаре и подключением к бортовой электрической сети. Наиболее часто используются лампы типов H1, H3, H4, H7, H9, H11, HB3, HB4 и R2, причем среди всех этих типов наибольшее распространение получили лампы H4.

Мощность галогенных ламп может достигать 130 Вт (хотя обычно она лежит в пределах 35-60 Вт), световой поток — порядка 1000 лм для ближнего света и 1650 лм для дальнего, однако некоторые типы ламп создают световой поток до 2100 люмен.

Фары с ксеноновыми лампами

Нужно сразу отметить, что здесь речь идет о газоразрядных ксеноновых лампах, которые имеют кардинальные отличия от обычных ламп накаливания. В этих лампах световой поток создается электрической дугой, возникающей между электродами, помещенными в колбу с ионизированным газом.

Интересно, что ксеноновые автомобильные лампы имеют принципиальное отличие от ксеноновых ламп, используемых в фотовспышках или мощных кинопроекторах. В автомобильных лампах основной световой поток создается дугой, возникающей в атмосфере паров ртути и солей скандия и натрия, а ксенон выступает здесь в качестве «запала» для быстрого (доли секунды) розжига лампы. Поэтому автомобильные ксеноновые лампы де-факто являются металлогалогенным источником света, но этот термин не прижился, так как создавал путаницу. И первые производители газоразрядных ламп назвали их ксеноновыми, что подчеркнуло их отличие от обычных галогенных ламп накаливания.

Для работы ксеноновых ламп необходимо постоянное напряжение 42 или 85 вольт (в зависимости от типа), однако для розжига через лампу нужно пропустить импульс переменного тока напряжением до 25 000 вольт и частотой от 400 Гц. Такой импульс формируется специальным электронным блоком розжига, индивидуальным для каждой лампы.

Ксеноновые лампы создают мощный световой поток (до 3200 лм), но при этом они экономичнее и долговечнее ламп накаливания. Однако большим недостатком является необходимость установки блока розжига для каждой лампы.

Сегодня ксеноновые лампы стандартизированы по типу цоколя и другим характеристиками. Наиболее часто находят применение лампы типов D1S, D1R, D2S, D2R, D3S, D3R, D4S и D4R. Здесь код «S» означает, что лампа предназначена для фар прожекторного типа, а «R» — для фар с отражателями (рефлекторного типа).

Светодиодные фары

Это новый тип фар, который, в сущности, все еще находится в экспериментальной стадии. Впервые светодиоды на автомобилях были использованы еще в 1992 году, однако тогда они заменяли лампы в габаритных огнях и сигналах поворота, и лишь только в последние годы светодиоды стали устанавливаться в фарах головного света.

В основе светодиодных фар лежат мощные сверхъяркие светодиоды, излучающие белый свет. Обычно такие фары изготавливаются в виде матриц — набора нескольких светодиодов, расположенных в ряд или в иной конфигурации.

У светодиодных фар есть ряд неоспоримых преимуществ:

— Экономичность (светодиод при равной яркости с лампой накаливания потребляет в разы меньше электроэнергии);
— Длительный срок службы (10 000 часов для светодиода — не предел);
— Нечувствительность к вибрациям и ударам;
— Малые габариты.

Но светодиодные фары имеют несколько недостатков, которые препятствуют массовому распространению этого источника света. Главный из недостатков — дороговизна мощных светодиодов и фар на их основе. Так, у автомобилей премиум-класса фары на светодиодах могут стоить более ста тысяч рублей за штуку! Это препятствует массовому распространению светодиодной светотехники на менее дорогих автомобилях.

Но у светодиодных фар есть большой потенциал, ведь они значительно меньше по габаритам, надежнее и по ряду показателей лучше фар на лампах накаливания или ксеноновых лампах. Так что в ближайшие годы светодиоды получат самое широкое применение.

Другие статьи

Грузовые автомобили «Урал» оснащаются системами регулирования давления воздуха в шинах, в которых применяются гибкие трубопроводы — шланги. О том, что такое шланги системы накачки шин, каких типов они бывают и как они устроены, а также об их выборе, замене и обслуживании читайте в данном материале.

В современных транспортных средствах предусмотрена вспомогательная система, обеспечивающая комфортное движение при осадках — стеклоочиститель. Привод данной системы осуществляется мотором-редуктором. Все об этом агрегате, его конструктивных особенностях, выборе, ремонте и замене — читайте в статье.

Современные транспортные средства оснащаются светосигнальными приборами, установленными в передней и задней части. Формирование светового пучка и его окрашивание в фонарях обеспечивается рассеивателями — все об этих деталях, их типах, конструкции, выборе и правильной замене читайте в данной статье.

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Разновидности автомобильных фар

Любое транспортное средство – автомобиль, поезд, самолет, мотоцикл, скутер и др. – оснащается осветительными приборами. Автомобильные фары предназначены для освещения дороги в обычных условиях, а также в непогоду и темное время суток яркими лучами света, направленными вдаль.

С развитием отрасли машиностроения усовершенствовалась и автомобильная оптика. Если раньше фары автомобиля представляли собой аналог фонарей, то сегодня — это сложные оптические устройства, в которых применяются различные источники света: лампы накаливания, галогенные и ксеноновые лампы, светодиоды, лазерные лучи. Внешний вид и конструкция фар тоже значительно изменились.

В свое время огромным прорывом стало изобретение фар на основе отражателей. Их корпус имеет параболическую или ступенчатую форму. В параболическом корпусе источник освещения располагается таким образом, чтобы отраженные лучи выходили из фар по горизонтали. Линза, установленная на выходе, преломляет луч и под небольшим углом направляет его вниз, оберегая пешеходов и водителей встречных авто от ослепления. В фарах, где конструктивно предусмотрен ступенчатый отражатель, дополнительная линза отсутствует, поскольку световой поток изначально направляется вниз.

Впервые автомобиль, фары которого работали от динамо-машин, был выпущен в 1899 году концерном Columbia Automobile Company. Далее, в 1900 году производители наладили выпуск ацетиленовых фар, способных работать и в дождливую, и в ветреную погоду. В 1908 году на смену данной технологии пришло электричество. Электрическими фарами стали оборудоваться все автомобили.

Фары с лампами накаливания

Классическими фарами с лампами накаливания разных типов оснащались все машины, выпускавшиеся до начала 90-х годов прошлого столетия. Внутри ламп не содержится ничего, кроме вакуума и вольфрамовой нити. Такие фары дают мало света на выходе, при этом отличаются достаточно большими энергозатратами. Но, несмотря на недостатки, они до сих пор остаются наиболее распространенным, правда, в усовершенствованном варианте.

Галогенные фары

Галогенные лампы впервые появились в 1962 году. Они, как и лампы накаливания, имеют внутреннюю спираль (или две спирали), создающую температуру до 3000 оС, но их объем заполнен парами галогенов: брома или йода. Это предотвращает появление на стенках колбы осадка из атомов вольфрама, усиливает яркость автомобильных фар в 2-2,5 раза и увеличивает срок службы в 2-4 раза. Средняя мощность галогенных ламп составляет 35-60 Вт, а максимальная – 130 Вт. Сила светового потока для ближнего света фар – 1000 люмен, для дальнего – 1650-2100 люмен.

Различные типы галогенных ламп отличаются друг от друга по способу установки в автомобильной фаре и подключения к бортовой электросети. Чаще всего в автомобильной оптике применяются галогенные лампы со следующей маркировкой: H1, H3, H4 (самые распространенные), H7, H9, H11, а также HB3, HB4 и R2.

Ксеноновые фары

Ксеноновые фары давно завоевали популярность среди производителей и автомобилистов. Внутри колбы газоразрядной ксеноновой фары находится одноименный ионизированный инертный газ, производящий яркий белый естественный свет. А вместо спирали используются два электрода. Между ними возникает дуга, разогревающая ксенон. Давление внутри колбы составляет примерно 30 атмосфер, а при работающих фарах – до 120 атмосфер.

Чем ярче свет, тем ниже потребление электричества. Поэтому такие фары являются экономичнее предыдущих вариантов, при этом они также обеспечивают хорошую видимость на дороге, поскольку мощный световой поток, создаваемый ими, достигает 3200 люмен. Иногда вместо ксенона в лампах используется другой инертный газ – криптон либо смесь газов.

Кстати, ксеноновые лампы также применяются в мощных кинопроекторах и фотовспышках. Но, в отличие от них, ксеноновые автомобильные фары имеют другую структуру. В них инертный газ выступает в роли «запала», а дуга, создающая световой поток, возникает в атмосфере паров ртути и солей натрия и скандия. Таким образом, ксеноновые фары правильнее было бы называть металлогалогенными, но данный термин не прижился. Название «ксеноновые» подчеркивает отличие этих источников света от галогенных ламп и обычных ламп накаливания.

Ксеноновые лампы работают при постоянном напряжении 42 В или 85 В. Но для того, чтобы «запустить процесс», необходим импульс переменного тока частотой от 400 Гц и напряжением до 25000 В. Для формирования такого импульса служит электронный блок розжига, индивидуальный для каждой лампы. Необходимость его установки является недостатком газоразрядных ламп.

В ксеноновой автомобильной оптике применяются полиэллипсоидные отражатели. Задняя часть их корпуса, имеющая отражающую поверхность, выполнена в форме эллипса. Подобная конфигурация помогает концентрировать все исходящие лучи в одной точке, а затем пропускать их через конденсорную линзу, которая предназначена для создания параллельного потока лучей.

Ксеноновые фары, в которых присутствует элемент, управляющий силой светового потока, называются биксеноновыми. Но переключение с дальнего света на ближний требует определенного времени, поскольку инертные газы разогреваются не быстро. Классификация ксеноновых фар строится по принципу направления луча: лампы D1S, D2S, D3S и D4S предназначены для фар прожекторного типа, а D1R, D2R, D3R и D4R – для фар рефлекторного типа (с отражателями).

Светодиодные фары

Современные светодиодные автомобильные фары – это модифицированная версия обычных лампочек, используемых в уличных источниках освещения, адаптированная к применению в транспортных средствах. Их основой является набор мощных, очень ярких светодиодов, излучающих белый свет.

Впервые светодиодные фары появились в 1992 году в качестве замены лампам в сигналах поворота и габаритных огнях. В фарах переднего (головного) света светодиоды в основном устанавливаются в престижных моделях автомобилей.

Их отличительные характеристики – эффективность, надежность, яркость, долговечность, компактность, нечувствительность к ударам и вибрациям, а также экономичность и более высокая мощность по сравнению с обычными световыми фарами. Главным недостатком, препятствующим массовому распространению светодиодных автомобильных фар, является их непомерно высокая стоимость, достигающая 100000 рублей за штуку! Но, возможно, большой потенциал светодиодов позволит в скором времени их удешевить и сделать доступными для большего числа автолюбителей.

Лазерные фары

Нынешнего потребителя, кажется, уже нельзя ничем удивить! Если раньше к автомобилю относились как к роскоши, то сегодня это действительно средство передвижения и ничего больше. В условиях, когда машина есть практически у всех, а у некоторых и не одна, выделиться очень сложно. И тогда на передний план выходят различные автомобильные «примочки», например, лазерные фары.

Впервые подобные световые элементы начали разрабатывать в лабораториях известного немецкого автоконцерна BMW. Их серийный выпуск пока еще не налажен, но отдельные модели, например, BMW i8, уже оснащены лазерными фарами.

Их конструкция довольно проста. Создается рамочная основа, на ней закрепляются три лазерных элемента. Также в конструкции имеются зеркальные отражатели и специальная «фосфорная» линза. Попадая на отражатели, лучи лазера перенаправляются на линзу, и желтый фосфор под их воздействием излучает свет. Отражательная пластина фокусирует его перед автомобилем.

По утверждению разработчиков, лазерные фары намного эффективнее предшествующих им светодиодных элементов по нескольким параметрам: яркости свечения (в 1000 раз), энергопотреблению (значительно ниже), сроку службы (10000 часов работы). Кроме этого, лазерная технология позволяет создавать элементы света любой конфигурации, что является очевидным преимуществом данной новинки.

Тех, кто переживает о вредном воздействии лазера на организм, разработчики стремятся успокоить: в данном случае использование лазерного луча абсолютно безопасно, поскольку световой поток генерируется желтым фосфором, который является совершенно безобидным элементом.

Классификация фар по назначению

Но автомобильные фары классифицируются не только по виду источника света. Они бывают ближними, дальними, противотуманными, ходовыми, передними и задними.

Фары ближнего света предназначены для обеспечения водителям видимости в обычных световых и погодных условиях.

Фары дальнего света обеспечивают обзор дороги на большом расстоянии (до 60 м) в темное время суток. Однако высокая яркость света этих фар может стать источником опасности для водителей встречных машин – ослепленные, они теряют видимость и управление. Дальний свет рекомендуется использовать на трассах за пределами крупных населенных пунктов.

Кстати, систему переключения между ближним и дальним светом придумали в 1915 году специалисты компании Guide Lamp Company. Но поначалу для того чтобы переключить режим приходилось останавливаться, поскольку переключатели находились непосредственно рядом с фарами. В салон авто рычаг переключения света был перенесен в 1917 году компанией Cadillac, но поначалу он был ножным.

Противотуманные фары используются в любом современном автомобиле. Они незаменимы при езде в плохих погодных условиях: тумане, дожде, снеговых осадках. Их конструктивная особенность заключается в направлении светового луча вниз, на полотно дороги.

Ходовые (дневные) огни – это внешние световые приборы, которые применяются для улучшения видимости в светлое время суток в качестве более экономичной замены ближнего света.

Маркировка автомобильных фар

На рассеивателе каждой автомобильной фары имеется маркировка, установленная международным стандартом. Цифры и буквы говорят о характеристиках изделия, его особенностях и сфере использования. Структура маркировки:

  • верхний буквенный ряд обозначает категорию (B – противотуманная фара, C – фара ближнего света, H – фара для галогенных ламп, R – фара дальнего света, S – фара-лампа, PL – пластиковый рассеиватель);
  • средний ряд состоит из цифро-буквенных индексов – буква и цифра в кружке является знаком международного утверждения, далее следует код страны, выдавшей утверждение, и округленное значение силы светового потока (дальний свет);
  • наличие стрелки обозначает назначение фары для левостороннего движения, отсутствие – для правостороннего, двухсторонняя стрелка обозначает универсальность фары;
  • нижний ряд, также состоящий из цифро-буквенных индексов, представляет собой код официального утверждения.

Не стоит забывать о том, что фары любого вида требуют контроля над эффективностью работы, своевременного ремонта или замены. От состояния автомобильной оптики зависит безопасность водителя, пассажиров и прочих участников дорожного движения. Для регулирования или ремонта фар следует обращаться в специализированные автосервисы или СТО, где работают профессионалы высокого уровня.