Рефлекторный ксенон что это
Опубликовано: 20.05.2024
Рефлектор (отражатель) - это зеркальная вогнутая поверхность, служащая для формирования светового пучка нужной формы. Источником света являются автомобильные лампы (подробнее о типах ламп. ). На современных авто рефлектор имеет ступенчатую структуру, похожую на граненый стакан, каждый сегмент отвечает за освещение определенного участка дороги. При этом покровное стекло прозрачное и не участвует в формировании светового пучка.
Если в фаре один рефлектор (односекционные фары), то он используется одновременно и для ближнего, и для дальнего света; при внимательном рассмотрении в нем можно увидеть конструктивно выделеные области, соответствующие ближнему и дальнему свету (рис. 1). В таких фарах используются двухнитевые лампы типа H4. В двухсекционных фарах соответственно два рефлектора, один из которых формирует дальний свет и находится как правило ближе к центру кузова, другой отвечает за ближний свет (рис. 2). Очень редко встречаются машины с двухсекционными фарами, одна секция в которых отвечает за ближний/дальний, а другая за противотуманный свет.
Преимущества стеклянных фар перед пластиковыми фарами очевидны (в плане эксплуатации): стекло не царапается, не мутнеет, не желтеет и, соответственно, не ухудшает освещенности дороги. Однако, пластиковые фары при правильном уходе можно предохранить от подобных повреждений или восстановить с помощью полировки (рис. 4). У них есть и "плюсы" перед стеклянными - пластик лишен хрупкости и не разбивается при попадании камней, а при ДТП с участием пешеходов они более безопасны для последних.
рис. 4 Пластиковые фары (до и после полировки)
Рифленые фары - другой тип рефлекторных фар, в абсолютном большинстве они стеклянные . Их особенностью являются гладкий отражатель и рифленое стекло - рассеиватель, формирующий световой поток (рис. 5). У таких фар есть серьезные "минусы" при попытке модернизации. Во-первых, в них НЕЛЬЗЯ ставить ксенон, так как ослепление встречных машин гарантированно, причем гараздо более сильное, чем в случае с хрустальными фарами с ксеноном. Во-вторых, чтобы установить в фару линзованный модуль (для чего это нужно расскажем ниже), обязательное условие - шлифовка рифления стекла.
 |  |
Модульная оптика - один из вариантов решения, если автовладельца не устраивает качество света или он хочет изменить облик своего любимца. В такие фары устанавливаются модули ближнего, дальнего и иногда противотуманного света, а также габариты и поворотники. Стекло заменяется маской из стеклопластика, обычно покрашенной в цвет авто. В таких фарах затруднена регулировка света, а корректор как правило не ставят вовсе, так как возникают проблемы в его работе (в зазор между маской и модулем набивается снег или грязь, что мешает движению модуля вверх/вниз). Цена и сроки изготовления таких фар достаточно высоки.
 |  |  |
Модули представляют собой герметичные самостоятельные оптические элементы, и также как фары бывают линзованными и рефлекторными (рис. 7). Различают моно- и бимодули. В бимодуле (билинзе) реализован одновременно ближний/дальний свет, а переключение происходит перемещением шторки, формирующей светотеневую границу (СТГ) ближнего света (рис. 8 ).
 |  |
| рис. 7 Мономодули | рис. 8 Бимодуль со снятой линзой. Переключение ближний/дальний |
Принципиально галогеновый и ксеноновый модули отличаются цоколем лампы и светораспределением внутри светового пучка (для ксенона выше требования по равномерности распределения света на дороге). Также мономодули могут отличаться формой шторки, для ксенона всегда ступенька, для галогена может быть и ступенька, и галка.
рис. 9 Светотеневая граница для галогена и ксенона
Линзованные фары (прожекторная оптика) содержат в своей конструкции собирающую линзу и находят наибольшее предпочтение среди автовладельцев. Безусловно, у линзованных фар есть ряд преимуществ перед рефлекторной оптикой:
— выше КПД, т.е. бОльшая часть света от лампы попадает на дорогу;
— более эффективное светораспределение - перед машиной нет яркого слепящего светового пятна, бОльшая часть света переносится вдаль, освещенность дороги что в 10, что в 50 метрах одинаковая;
— более равномерное освещение дорожного полотна, нет чередующихся светлых и темных пятен;
— четкая светотеневая граница - отсутствует ослепляющий эффект, можно приподнять фары и светить дальше;
— шире освещенная часть дорожного полотна, видны обочины по обоим краям дороги;
— более экономное расходование омывающей жидкости из-за меньшего размера очищаемой области фары при использовании омывателя высокого давления;
— стильный современный вид;
— и, конечно же, главное достоинство - возможность установки ксенона (правильного ксенона!).
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.
Автомобильные фары 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.
Сравните внешний вид фары ближнего и дальнего света ВАЗ-2106. Фара ближнего света (левая) оснащена защитным колпачком черного цвета.
Автомобильные фары 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.
Лампу по-прежнему закрывает защитный колпачок
Отражатель в рефлекторных фарах разработан таким образом, чтобы свет от него попадал в нужное место дороги. Каждый изгиб фары отвечает за освещение конкретного участка дороги. При этом задействована и верхняя, и нижняя часть автомобильной фары.
Рассеиватель стал больше не нужен, фара закрыта теперь ровным поликарбонатом. Отказ от стекла позволил снизить вес конструкции почти на килограмм. Благодаря всем изменениям эффективность рефлекторной фары повысилась почти в два раза, до 45% .
Линзовая фара с проекционным (эллипсоидным) отражателем
Это самый современной тип фары, использующей отражатель. Пучок света в линзовых фарах формирует линза, которая и распределяет его в нужное место дороги.
Линза в фаре не только формирует световой пучок, но и усиливает его
Для получения четкой СТГ (свето-теневой границы), в линзовой фаре 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.
Сегодня корректором света фар оснащаются абсолютно все современные автомобили
С появлением ксеноновых ламп, понадобились автоматические корректоры. Они регулируют высоту лучей на основе телеметрических датчиков, отслеживающих высоту дорожного просвета.
Если вы решили самостоятельно установить в свои фары ксенон, 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 в фары?
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.
Ксеноновые лампы S - type применяются 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.
Ксеноновые лампы R – type разработаны для рефлекторных отражателей и работают, как правило, в качестве ламп 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 света фар?
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.
Галогенные лампы повышенной яркости OSRAM NIGHT BREAKER LASER выпускаются с цоколем H1, H3, H4, H7, H8, H11, HB3, HB4.
Вопрос рефлекторной оптики с ксеноновыми лампами будоражит умы многих автолюбителей.
Чтобы ответить на этот вопрос, отправимся немного в прошлое и посмотрим, как зарождалось вообще понятие головной оптики автомобиля. Если взглянуть на историю развития штатной оптики, можно прийти в легкое недоумение, какой путь прошло человечество и чего удалось достичь за период, который измеряется немногим более чем в столетие.
Начав использовать простые фонари, внутри которых были установлены восковые свечи или керосиновые горелки, представьте себе, человечество пришло сегодня к практическому использованию лазера (хотя эта технология и не используется в серийном производстве, можно не сомневаться, что очень скоро мы увидим ее внедрение на практике).
В современных машинах используются три источника света: галогенные и ксеноновые лампы, а также светодиоды. Интересно, что все они успешно используются в конструкции «нелинзованной» фары, которая сегодня является оптимальной для инженеров и от которой они не собираются отказываться.
Объяснить это достаточно просто: галогеновые лампы для авто, как и «ксенон» или светодиоды, установить в такую оптику не составит труда. Ее конструкцию, которая была практически идеальной, еще больше усовершенствовали, когда появился легкий пластик. Он выступил заменой тяжелому стеклу и помог инженерам отказаться от использования рассеивателя. На этом наш обзор можно было бы закончить, потому что ответ на свой вопрос мы получили. Но давайте разберемся детальнее.
Известно, что многие известные мировые автомобильные концерны используют в штатной оптике ксеноновые лампы d2r philips. Они значительно повышают уровень безопасности при вождении в ночное время, а благодаря специальному ограждению, установленному на колбе, существенно понижается рассеивание света.
Нужно сказать, что компания Philips выпускает два вида ксеноновых ламп - D2S и уже знакомая нам D2R. Форма и разъем у них одинаковые, однако первая устанавливается на оптику, в основе которой лежит использование линзовой технологии, а вторая, как уже было сказано выше – на штатную, например, в Lexus GS300. Это и будет полный ответ на наш вопрос: можно отметить, что даже в заводской комплектации на автомобили с рефлекторной оптикой устанавливаются ксеноновые лампы.
Почему, собственно, был затронут этот вопрос. Не все автомобильные фары с рефлекторной оптикой (отражателем) могут комплектоваться именно ксеноновыми лампами. Это обусловлено тем, что не всегда получается вписаться в порог засветки, который допускается в определенных зонах или, проще говоря, не превышать допустимый объем освещения, который бы не ослеплял водителя движущегося навстречу авто.
Поэтому, если с завода транспортное средство поступило с рефлекторной оптикой, без использования ксеноновых ламп и есть желание самостоятельно установить их, настоятельно рекомендуется ознакомится с конструктивными особенностями транспортного средства и подходить к этому вопросу разумно, проявляя уважение к другим участникам движения и беспокоясь, в том числе, об их безопасности.
На сегодняшняя время большинство водителей пытаются модернизироваться и улучшить собственное транспортное средство. Многие прибегают к монтажу ксенонового оборудования, будучи убежденными, что оно обеспечивает лучшую освещенность, видимость и безопасность на дороге. Таким образом, большинство водителей приобретают адаптивный ксенон и производят его монтаж на собственные автомобили. Но, давайте попробуем ближе разобраться в том, так ли эффективен монтаж адаптивного, или же как его называют «кустарного» ксенона.
Виды автомобильных фар и их особенности
Большинство автомобилей, которые с завода не комплектуются ксеноновым оборудованием имеют рефлекторный тип оптики и только минимальное количество транспортных средств выпускаются с линзованной, как галогеновой, так и ксеноновой оптикой.
Рефлекторный тип фар.
Рефлекторная автомобильная оптика состоит из лампочки и зеркального отражателя. Такой тип фар работает по принципу распределения светового луча, который излучается лампой в горизонтальной плоскости. Чтобы обеспечивать правильную освещенность дороги и максимальную производительность светового потока, лампа располагается в фокусе рефлектора.
На сегодняшнее время выпускается достаточно большое количество автомобилей с качественной рефлекторной оптикой, отражателем и колбой лампы. Поэтому они обладают высокой производительностью и обеспечивают достаточно хорошую освещенность дорожного полотна.
Различают два вида рефлекторных фар:
- С двумя лампами – для ближнего и дальнего луча света
- С одной лампой – двухнитиевый галогеновый источник.·
Линзованный тип фар.
Данный тип фар очень редко можно встретить на автомобилях, поскольку он обладает большей себестоимостью за счет очень сложного принципа работы и дополнительного оборудования. Такая оптика сконструирована из специального отражателя, имеющего форму эллипса и особой линзы, для рассеивания и однородности излучения светового потока. Такие фары зачастую устанавливаются только на дорогие модели транспортных средств.
Преимущества линзованного типа фар:
- Однородный, мощный и целенаправленный световой поток.
- Исключение засветов и темных участков на дороге.
- Четкая граница светотеней.
Протяженность выдачи луча.
Но, еще раз подчеркнем, что большинство автомобилей комплектуются рефлекторным типом оптики. Именно поэтому, если поставить даже самую качественную ксеноновую лампу, то одновременно однородного, правильного и более насыщенного свечения вы не получите никогда и это необходимо четко понимать. Зачастую, если просто устанавливают в стандартный отражатель ксеноновую лампу, то это грозит появлением засветов, темных участков и свет ослепляется водителей встреченного транспорта.
Классификация автомобильных ламп: краткая характеристика
На сегодняшнее время существует три основных типа автомобильных лампочек, которые часто или же редко используются для оснащения головной оптики транспортных средств.
1. Лампы накаливания или же галогеновые источники.
Это самая распространённая лампа на сегодняшнее время, которой комплектуется огромное количество транспортных средств на всех дрогах мира. Это лампа, которая оснащается вольфрамовой нитью накала, через которую проходит ток и она начинает раскалываться, что и обеспечивает выдачу светового потока. Для усиления света используется смесь инертных газов, которые заполняют колбу лампы.
Совсем недавно такие лампы были единственным источником света для головной оптики автомобиля. Но с развитие технологий и данные изделия стали отходить на второй план. Недостатком таких лампочек являются низкая производительность, небольшой срок эксплуатации в среднем 1000 часов, невысокая яркость светового потока, а также желтоватый оттенок, который портит наружность транспортных средств.
2. Газоразрядные или же ксеноновые источники света.
Данные излучатели также заполняются газом, где большая часть отведена на ксенона. Но, в них нет нити накала, а вместо нее присутствует два электрода, между которыми при подаче мощного высоковольтного импульса активизируется электрическая дуга.
Таким образом, лампа разгорается и обеспечивает выдачу насыщенного и мощного потока света. Основными преимуществами данных источников являются высокая производительность, мощный свет, яркость, белоснежный поток, модернизирующий наружность транспортного средства.
В достоинствам стоит отнести и длительный срок эксплуатации в среднем 2500-4000 часов, а также небольшая мощность потребления энергии автомобиля. К недостаткам данного оборудования можно отнести высокую стоимость, а также многокомпонентность.
Для работы таких источников обязательно необходимы блоки розжига, то есть небольшие трансформаторы. Они обеспечивают подачу мощного импульса, влияющего на быстрейший розжиг ксенонового источника.
3. Светодиодные инновационные лампы.
На сегодняшнее время светодиодные лампы не распространены для использования в головной автомобильной оптике. Это инновационные лампочки, которым не нужно дополнительное оборудование для розжига, не нужно много энергии для работы. Светодиоды обеспечивают выдачу яркого, насыщенного и интенсивного белоснежного потока, не боятся вибраций, не характеризуются высокой температурой нагрева при работе. Также могут служить срок более 10000 часов. Использование в головной оптике данных устройств еще является будущим, но достаточно близким.
Почему именно ксенон пользуется огромной востребованностью?
То, что ксеноновые лампы обладают огромными преимуществами еще не делает их самыми идеальными источниками, которые можно применить в разных транспортных средствах. У таких модернизированных и востребованных источников света для головной оптики существует и много недостатков, о которых должен знать каждый водитель.
Основная проблема и минус таких изделий:
- Сложный принцип работы.
- Затруднительный монтаж.
- Многокомпонентность.
Для того, чтобы активизировалась ксеноновая, она же газоразрядная лампа необходима подача мощного напряжения в среднем 25000 В. Обеспечить это может только дополнительное оборудование, называемое блоком розжига, являющее достаточно сложным и дорогостоящим изделием.
Именно поэтому, если ксеноновое оборудование и устанавливается на неадаптированное под него авто, то могут возникать помехи и проблемы в электронном бортовом компьютере.
Также, стоит отметить, что ксеноновое освещение стоит дорого. При выходе из строя одной лампы менять их необходимо попарно, чтобы сохранить однородную цветность излучения и равномерное распределение луча по дорожному полотну. Обуславливается такая ситуация тем, что ксеноновые лампы со временем немного изменяют цветовой спектр, примерно через 200-400 часов работы.
Еще одной проблемой является и плохое распределение света, выдача нецеленаправленного луча, который падает куда-угодно, но не дорожное полотно. Именно поэтому приходится дополнительно приобретать и автокорректоры фар, способные настраивать положение лампы таким образом, чтобы она обеспечивала выдачу целенаправленного, однородного потока света.
Что вы должны понимать?
При установке ксенонового оборудования на свое транспортное средство, не адаптированное под данное освещение вы должны понимать, что существует опасность такой модернизации. Несмотря на то, что ксеноновое оборудование обеспечивает мощный и интенсивный поток света, при его неправильной установке появляются засветы, ослепления водителей встречных авто. Это приводит к ухудшению безопасности на дороге и часто становится причиной к столкновениям, особенно ночью. Стоит отметить, что часто водители обращаются в СТО, где им регулируют положение лампочек, направляя свет вниз. Но это приводит к тому, что лучи отражаются от мокрого асфальта и также создают нежелательные засветы.
Одно из расхожих утверждений среди спорящих на тему "колхозного ксенона" (газоразрядных ламп, установленных в обычные фары под галогенные лампы): яко бы его можно ставить в фары прожекторного типа (народные названия: "прожекторы, "линзованная оптика", "световые пушки" и т.д.), а в фары, где световой пучок формируется рефлектором или светорассеивателем (стекло фары с особой поверхностью) нельзя - именно такие варианты слепят встречных водителей. Давайте порассуждаем на эту тему:
С 1957 года в Европе принято асимметричное светораспределение с лучшим освещением «пассажирской» обочины и с четкой светотеневой границей. При этом правилом №38 ЕЭК ООН нормируется форма светого пучка (он должен быть обрезан в левой верхней части) и освещенность в разных направлениях (проверяется в 20 контрольных точках). Пример эталонного светового пучка и основные контрольные точки, влияющие на освещенность дороги и ослепление встречных водителей, приведены на рисунке ниже:
Яркость свечения в точках "0-0" и "B50L" прямо влияет на ослепление встречных водителей. Даже просто некачественные галогенные лампы могут давать засветку в этих точках в 3. 4 раза выше допустимой. А что тогда говорить о неправильно установленных ксеноновых лампах или галогенных лампах повышенной мощности (80. 100 Вт), которые запрещены к использованию на дорогах общего пользования?
В самых распространенных фарах с использованием ламп H4 такая форма светового пучка достигается с помощью таких средств:
1) Спираль ближнего света, в отличие от спирали дальнего света, выведена из фокуса отражателя вперед и смещена выше - таким образом достигают уменьшения освещенности верхнего сегмента;
2) снизу спираль внутри колбы прикрыта специальным экраном, который и обеспечивает необходимую обрезку освещенной зоны по верхнему краю.
При режиме включении дальнего света работает нить, которая расположена в фокусе и освещает всю поверхность отражателя.
Дальнейшее формирование правильного освещения дороги и обочины возлагалось первоначально на рассеиватель (прикрывающее фару снаружи стекло), который состоит из множества по разному ориентированных поверхностей, каждая из которых отвечает за освещение своего участка. В 90-ых годах прошлого века получили распространение фары, где формирование светового пучка возлагалось на отражатель - то самое "рифление" было перенесено с рассеивателя на поверхность отражателя, что позволило применять фары произвольной формы (отражатель рассчитывается с использованием мощных компьютеров) и сделать рассеиватель из пластика и полностью прозрачным ("кристальным"). Последним свойством активно воспользовались автопроизводители при рестайлинге выпускающихся моделей - смена привычных "матовых" фар на "кристальные" была очень заметной. Но фары рефлекторного типа имеют два существенных недостатка: они не позволяют существенно уменьшить их размеры (требования аэродинамики и дизайна) и так как это далеко не точечный источник света, то тяжело бороться с ослеплением встречных водителей из-за дифракции лучей на неизбежных дефектах поверхности отражателя и рассеивателя.
Выходом стали "прожекторные" фары компании "Hella", впервые примененные на BMW 7 серии в 1986 году: используя отражатель эллипсоидной формы лучи света фокусируют во втором фокусе отражателя, где они "подрезаются" специальным экраном для придания правильной светотеневой границы, а затем лучи еще раз фокусируются линзой. Такая фара намного ближе по характеристикам к точечному источнику света и, соответственно, меньше ослепляет встречных водителей. Естественно, что такие фары получили распространение в автомобилях верхнего ценового сегмента: они дороже рефлекторных и в них можно применять только однонитиевые лампы, что вынуждает устанавливать на автомобиле более дорогую "четырехфарную" схему головного освещения для обеспечения ближнего и дальнего света.
Именно в такие фары впервые были установлены ксеноновые лампы производства "BOSCH" в 1991 году на BMW 750. Это были лампы D1S.
Ксеноновые лампы существуют 8 видов. Все они имеют одинаковую колбу (непосредственно излучающий элемент) и отличаются только вариантным исполнением цоколя, специальным покрытием на колбе и исполнением электронной части. Краткая сравнительная таблица:
Читайте также: