Используя веб-сайт abw.by, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie и Политики конфиденциальности
Отказаться Принять

Начинали с керосиновых ламп, а дошли до лазеров. Эволюция автомобильных фар еще не завершена?

17399 22
17399 22

Знаете ли вы, что автомобильным фарам в этом году исполняется 110 лет? Во всяком случае тем, к которым мы все привыкли – электрическим. До них в автомобилях использовались керосиновые и ацетиленовые горелки. Сегодня световые приборы продолжают эволюционировать, обретая интеллект, пускай и искусственный. Но обо всем по порядку.

Подкиньте… карбида!

Самые первые примитивные самобеглые экипажи не имели фар вовсе. Но с распространением автомобилей вполне естественно возникла и необходимость поездок на них в темное время суток. Проблему освещения дороги решили простым и понятным для конца XIX века способом – установили керосиновые лампы. Само собой, толку от них было немного и годились они скорее на роль габаритных огней. Не сильно помогали и масляные лампы, используемые параллельно с керосиновыми.

В 1896 году на автомобили перекочевало решение, позаимствованное, как принято считать, из железнодорожного транспорта, – ацетиленовые фонари. Сегодня мы привыкли включать фары из салона, но тогда нужно было совершить целый ритуал: заложить в один отсек карбид кальция, в другой залить воду, открыть кран, чтобы вода начала поступать в отсек с карбидом. Далее следовало дождаться пока вырабатываемый в ходе реакции карбида с водой ацетилен по трубкам поступит в горелку фары, открыть колпак и зажечь пламя. Так себе удовольствие, хотя света такие фонари давали больше, чем керосиновые. 

В 1908 основатель компании WIMI Салли Виндмюллер создал ацетиленовые фары, в которых помимо горелки применялись рефлектор и зеркальная линза, что позволило задать световому потоку направление. Вместе с ацетиленовыми фарами Виндмюллер зарегистрировал и товарный знак, дошедший до наших дней в виде названия компании, – Hella.

Премиальное электричество

В 1912 году на премиальных, как принято сейчас говорить, автомобилях появилось электрическое освещение. Фары, состоящие из лампочки, рефлектора и линзы, установили на Rolls-Royce Silver Ghost и Cadillac Model 30. Для работы электрических ламп требовался генератор, а он еще некоторое время ставился лишь на дорогие машины, и лишь в 1920-ых годах появился на доступных моделях. А вместе с ним массы водителей того времени получили возможность пользоваться электрическим светом.

К этому времени уже стали очевидными недостатки первых фар. Поэтому еще в 1910-х годах появились фары с двумя лампами для ближнего и дальнего света, но для переключения между ними водителю требовалось выйти из машины. В 1917 году инженеры Cadillac решили эту проблему, реализовав управление светом с водительского места. А в 1919 году Bosch представила первую лампу с двумя нитями накаливания. К тому времени уже был изобретен рассеиватель, который позволил повысить эффективность освещения дороги, минимизировав при этом ослепление встречных водителей. Также были придуманы различные типы корректоров фар: тросовые, рычажные, гидравлические. 

30 лет застоя

Далее развитие головной оптики застыло фактически на 30 лет. Лишь в середине 50-ых годов в области автомобильного света произошло оживление: французская компания Cibie предложила идею ассиметричного пучка света, правая часть которого светит дальше левой (для Великобритании наоборот). В 1957 году такое распределение светового потока становится обязательным для всех европейских автомобилей.

В то же время американцы идут своей дорогой. В 1940 году в США был принят единый для всех автопроизводителей стандарт на герметизированные источники света. Они представляли собой круглые неразборные фары диаметром 7 дюймов, состоящие из корпуса, отражателя, рассеивателя и двух нитей накала. Отдельной лампочки внутри не было – вся фара являлась большой лампой. 

17 лет спустя, в 1957, американские автопроизводители получили неслыханную свободу: вместо двух больших фар можно было устанавливать четыре маленькие, но по-прежнему круглые. Прямоугольные разрешили устанавливать лишь в 1974, при этом они все еще оставались герметизированными без сменных ламп. Понятно, что если нить перегорала – замены требовала фара целиком. Все эти требования были отменены лишь в 1983 году.

До 1978 года в США под запретом были и галогеновые лампы, представленные в Европе Hella еще в 1962 году. Заполнение колбы парами брома или йода позволило минимизировать испарение вольфрама с нити накаливания, значительно увеличив ее срок службы, увеличить светоотдачу лампы и снизить ее размер. Это решение оказалось настолько удачным, что "галогенки" применяются уже 60 лет и на покой не собираются.

Интересно, что в 1968 году на Citroen DS были установлены фары с поворотными блоками дальнего света, которые позволяли пучку света изменять направление синхронно с изменением положения передних колес. И все это работало без помощи электроники. Такие фары были созданы при поддержке уже упомянутой компании Cibie, в последствии ставшей частью группы Valeo.

К идее адаптивных фар автопроизводители вернулись в конце 90-ых – начале нулевых годов. На дорогих машинах для изменения направления светового потока использовались поворотные блоки, на более дешевых изгибы дороги подсвечивались дополнительными лампами или противотуманными фарами.

От ксенона к лазерам

Новым этапом развития автомобильных фар стало появление в 1992 году на BMW 7 Series газоразрядных или ксеноновых ламп в качестве источника ближнего света. А в 1999 году на Mercedes CL появились полностью ксеноновые фары. 

В газоразрядных лампах, в отличие от галогеновых, нет нити накала. В них свет исходит от ионизированного под действием электрической дуги инертного газа. К достоинствам газоразрядных ламп относят близость цветовой температуры свечения к таковой у дневного света, а также более высокую яркость при меньшем энергопотреблении, чем у "галогенок". Еще один очевидный плюс – длительный срок службы. Впрочем, хватает у ксеноновых фар и минусов: они требуют использования блоков розжига, омывателя фар и автоматического корректора положения, который позволяет избежать ослепления встречных водителей. 

Кстати, несмотря на то что первые вариации корректоров фар были придуманы еще в начале XX века, обязательным оборудованием для всех новых автомобилей они стали лишь в 1998 году.

Вернемся к недостаткам "ксенона". Таким лампам требуется время для выхода на рабочий режим, из-за чего их приходится либо использовать только в качестве источника ближнего света, а для дальнего устанавливать галогеновую лампу, либо прибегать к использованию дорогих биксеноновых ламп, способных работать в двух режимах. При этом лучшие современные образцы галогеновых ламп не так уж и сильно уступают в эффективности ксеноновым при куда меньшей стоимости.

Поэтому именно газоразрядные лампы с начала 2010-х годов постепенно уступают место светодиодам. Еще совсем недавно светодиодные фары были прерогативой дорогих автомобилей, но сегодня их можно встретить даже в бюджетном сегменте. Среди очевидных плюсов светодиодных фар – низкое энергопотребление, длительный срок службы, сопоставимый со сроком службы автомобиля, отсутствие задержки при включении и промежуточных блоков в электрической цепи. К недостаткам можно отнести высокий нагрев задней части фары, что в некоторых случаях даже требует использования принудительного охлаждения. При этом стекло остается холодным и, будучи обмерзшим зимой естественным образом, не оттаивает. Вернее, оттаивает, но когда потеплеет на улице. 

В недорогих авто применение светодиодных фар является скорее маркетинговым ходом. В них используются базовые решения, состоящие из нескольких светодиодов, которые по эффективности зачастую уступают обычным фарам с галогеновыми лампами.

Впрочем, главным преимуществом светодиодных фар, оснащенных даже небольшим количеством светодиодов, является возможность изменять световой пучок в зависимости от ситуации на дороге. И все это без использования механических элементов вроде шторки-барабана, которая применялась в первых адаптивных биксеноновых фарах.

Матричные фары – топ светодиодной технологии. В них используется большое количество светодиодов в сочетании с системой линз, которыми можно управлять как пикселями монитора, изменяя яркость свечения по отдельности и формируя луч света, форма которого может постоянно изменяться, адаптируясь под окружающую обстановку. 

Скажем, если у вас работает дальний свет, то при приближении встречного автомобиля нет необходимости в полном его выключении: "мозг" системы просто погасит часть светодиодов, вырезав поток света, направленный на машину, движущуюся по "встречке". Точно так же световой поток способен обогнуть и попутный автомобиль. 

Для эффективной работы такой системы требуется большое количество датчиков, камер и управляющей электроники, поэтому вряд ли в ближайшей перспективе мы увидим матричные фары в недорогих автомобилях.

Вершиной эволюции головного света должны были стать лазерные фары, появившиеся на серийных спорткарах Audi и BMW в 2014 году. Само собой, светит на дорогу не лазер. Синий лазерный луч отражается от системы зеркал и попадает на линзу, покрытую люминофором, вызывая его свечение белым светом. 

При своих компактных размерах лазерные фары формируют луч, способный освещать дорогу на невероятные 500-600 метров. В современных автомобилях лазерные модули используются для увеличения дальности светового потока в составе матричных светодиодных фар. Самые передовые из которых в сочетании с системой ночного видения даже способны подсвечивать пешеходов.

Наш вердикт

На первый взгляд кажется, что автомобильные фары уже достигли вершины своего прогресса. Но точно так же многие из нас думали 20 лет назад о мобильных телефонах, а сегодня все используют смартфоны, по своему функционалу не уступающие компьютерам. И не исключено, что спустя еще 20 лет матричные светодиодные фары будут вымирающим видом, как сейчас "ксенон". А нечто новое, о чем мы пока даже подумать не можем, будет вытеснять с рынка… галогеновые лампы. 

Цитировать

Чтобы оставить комментарий, необходимо на сайт.
22 комментариев
2

Рускимир просто ярый противник прогресса. Управлять полуголодными рабамигораздо легче,подбрасывая им немного еды. Они вопросов не задают.

5

Халтура, извините. Что бросилось в глаза:
"Впрочем, главным преимуществом светодиодных фар, оснащенных даже небольшим количеством светодиодов, является возможность изменять световой пучок в зависимости от ситуации на дороге." - диодов как раз надо много, десятки в каждой фаре. Что хорошо видно на примере Тигуана-2 дорест, Пассат-8 и прочих с адаптивным "шторочным" светом. Именно потому, что диодов там немного и поток вырезается за счет шторки отдельного поворотного блока.

"Точно так же световой поток способен обогнуть и попутный автомобиль." - свет распространяется прямолинейно и не умеет огибать попутные автомобили.

"Для эффективной работы такой системы требуется большое количество датчиков, камер и управляющей электроники, поэтому вряд ли в ближайшей перспективе мы увидим матричные фары в недорогих автомобилях." - для работы матричной оптики достаточно одной камеры ассистентов. Про ближайшую перспективу поржал - актуальный Гольф, Тигуан, Кодиак, Октавия уже оснащаются матричной оптикой, а это уже масс-маркет. До недорогих автомобилей доберутся уже в следующих поколениях.

"Вершиной эволюции головного света должны были стать лазерные фары....Самые передовые из которых в сочетании с системой ночного видения даже способны подсвечивать пешеходов" - смешано в кучу. Лазерный свет - это просто супердальний. Подсветка пешеходов (а также животных), НЕ подсветка дорожных знаков и прочее является расширенным функционалом обычных матричных фар, лазер тут не причем

"И не исключено, что спустя еще 20 лет матричные светодиодные фары будут вымирающим видом, как сейчас "ксенон"." - как минимум две технологии существуют уже сейчас: на основе вращающихся зеркал (Лексус) и на основе проекции на микрозеркалах (Мерседес). Последняя технология позволяет рисовать световой поток матрицей зеркал в мегапиксель (!) против обычного матричного света в сотню "пикселей"-диодов. Вот это и есть топовая технология на настоящее время, существующая уже сейчас, а не спустя 20 лет. О которой в статье ни слова. 

1

Пусть горит горит Свеча-День Рождения Ильича.
Матрицы,Ксенон-вымирающий уже,Лучина будущие.

1

Спасибо за статью, интересное чтиво.
Только я вот чё-то не понял: развитие в фары приносили британцы, немцы, французы, американцы… а рускимир опять в пролёте что-лЕ? Опять на обратной стороне медали человечества?
Совпадение?

2

Рускимир просто ярый противник прогресса. Управлять полуголодными рабамигораздо легче,подбрасывая им немного еды. Они вопросов не задают.

1

Спец по русскому миру нарисовался

0

единственное предназначение русской цивилизации - преобразование солнечной энергии в народное горе (С) Пелевин

0

Надо запомнить. Очень точно!

0

вместо двух больших фар можно было устанавливать четыре маленькие, но по-прежнему круглые. Прямоугольные разрешили устанавливать лишь в 1974
А я всегда думал, что это особенности американского стиля (который мне всегда нравился), а оказывается, это просто был стандарт. Теперь понятно почему европейские машины того времени для американского рынка шли с 4-мя квадратными фарами вместо двух прямоугольных, как например Ауди 5000 (Ауди 100 по нашему).

0

Американцы вообще очень консервативны в плане света. Совсем недавно дальний свет диодный было нельзя, только галоген. А адаптивную оптику, в т.ч. матричную, только в этом году разрешили.

1

Да да, да и с поворотниками красного цвета, до сих пор не разобрались, хотя уже давно доказано, что оранжевые - безопаснее.

0

у меня на обеих машина оранжевые

1

Значит у Вас не чистые американцы типа Шевроле, Форд, Додж и т.д.

0

Таксама маю дзве машыны з амерыканскага рынку.
Адна марка японская, другая мерыканская.
На абедзвух паваротнікі аранжавыя.

0

"Обожаю" когда такими загадками пишут. Ведь написать марку и модель так сложно, чтобы был конкретный пример.
Но в целом речь о том, что красные поворотнтки в принципе давно было пора запретить.

0

Интересная статья но тема автомобильного света раскрыта не полностью , ничего не сказано про кустарный ксенон в рефлекторной оптике и китайские LED лампы которые светят куда попало.

1

Кстати, кто-нибудь знает, зачем обязательно нужно устанавливать омыватель фар на ксеноновые фары?

0

потому что именно на ксеноне загрязнение стекла фары дает максимальное ухудшение света и ослепление встречных

0

Спасибо за ответ. Значит буду думать, как ещё и омыватель поставить.

0

А у вас самодельный ксенон или установили фары штатные ксеноновые ? Если штатные то необходимо дооснастить омывателем , а если самодельные то ничего не поможет от ослепления встречных водителей.

0

Установил штатные ксеноновые фары и штатный автокорректор. И если по поводу автокорректора сомнений не было, что он нужен, то вот по поводу омывателя были мыслишки, что можно от него и отказаться.

0

Приятно читать что ещё есть водители которые все делают правильно , хочеш хороший свет ставь штатные фары с ксеноном а не непонятные китайские лампы . Омыватель лучше добавить потому как при грязных стеклах у ксенона происходит очень сильное искажение светового потока , да и полезная функция даже если нет ксенона особенно по трассе зимой , нет необходимости переодически останавливаться и смывать грязь с солью со стекол фар .

  • Войти или создать профиль