Автомобильное освещение¶

Автомобильное освещение — это совокупность светотехнических приборов и устройств, устанавливаемых на транспортных средствах (автомобилях, мотоциклах, автобусах, грузовиках) для освещения дороги, обозначения габаритов и направления движения, а также для сигнализации другим участникам дорожного движения. Основные функции автомобильного освещения: обеспечение видимости в условиях недостаточной освещённости, информирование о намерениях водителя (поворот, торможение, остановка) и повышение заметности транспортного средства на дороге.

¶История развития

Первые автомобили конца XIX — начала XX века оснащались простейшими источниками света — керосиновыми или ацетиленовыми фарами. Они давали слабый, ненадёжный свет и требовали постоянного обслуживания. В 1910-х годах началось внедрение электрического освещения, которое стало возможным благодаря появлению надёжных аккумуляторов и генераторов. Первой серийной моделью с полностью электрическим освещением считается Cadillac 1912 года.

В 1920-х годах появились двухнитевые лампы, позволяющие переключать ближний и дальний свет. В 1940-х годах в США была введена стандартизация фар (система sealed beam — герметичная фара с отражателем и линзой). В Европе в 1950-х годах получили распространение фары с отдельными лампочками и сменными линзами.

Ключевым этапом стало внедрение галогенных ламп в 1960-х годах (первая серийная модель — 1962 год, Hella для Mercedes-Benz). Галогенные лампы обеспечили значительно большую яркость и срок службы по сравнению с лампами накаливания. В 1990-х годах появились ксеноновые (газоразрядные) лампы, которые давали свет, близкий по спектру к дневному, и имели ещё более высокую светоотдачу.

С 2000-х годов массовое распространение получили светодиодные (LED) источники света. Первоначально они использовались в стоп-сигналах и дневных ходовых огнях, а затем — в головном свете. С 2010-х годов активно внедряются лазерные фары (например, на моделях BMW и Audi), а также адаптивные системы освещения, способные менять форму и направление светового пучка в зависимости от скорости, угла поворота руля и дорожной обстановки.

¶Классификация

Автомобильное освещение делится на внешнее и внутреннее. Внешнее освещение включает:

¶Головной свет (фары)

• Ближний свет — предназначен для освещения дороги непосредственно перед автомобилем, не ослепляя встречных водителей. Угол наклона и ширина пучка строго регламентированы (в Европе — по Правилам ЕЭК ООН № 112, в США — по стандартам FMVSS 108).
• Дальний свет — обеспечивает максимальную освещённость дороги на большом расстоянии (до 150–200 метров). Используется при отсутствии встречного транспорта.
• Противотуманные фары — устанавливаются низко (обычно в бампере) и дают широкий, плоский пучок света, который лучше проникает сквозь туман, снег или дождь.
• Дневные ходовые огни (ДХО) — светодиодные или ламповые источники, автоматически включающиеся при запуске двигателя для повышения заметности автомобиля в светлое время суток. Во многих странах (включая Россию) их использование обязательно с 2010 года.

¶Сигнальные огни

• Габаритные огни — белые спереди и красные сзади, обозначают ширину и длину автомобиля в тёмное время суток.
• Указатели поворота — мигающие оранжевые (в некоторых странах — красные) огни спереди, сзади и сбоку, информирующие о намерении повернуть или перестроиться.
• Стоп-сигналы — красные огни, загорающиеся при нажатии на педаль тормоза. Обычно имеют три уровня яркости: два основных и один дополнительный (центральный стоп-сигнал, установленный на уровне глаз водителя сзади).
• Задние противотуманные фонари — красные огни повышенной яркости, включаемые в условиях сильного тумана или снегопада для обозначения автомобиля сзади.
• Фонари заднего хода — белые огни, загорающиеся при включении передачи заднего хода.
• Аварийная сигнализация — одновременное мигание всех указателей поворота, используется для обозначения опасности или вынужденной остановки.

¶Дополнительное освещение

• Фары-прожекторы — устанавливаются на внедорожники и спецтехнику для освещения больших площадей.
• Подсветка номерного знака — обязательный элемент, обеспечивающий читаемость номера в тёмное время суток.
• Подсветка салона — плафоны, освещающие внутреннее пространство автомобиля.
• Подсветка приборной панели — освещает показания спидометра, тахометра и других приборов.

¶Устройство и типы источников света

¶Лампы накаливания

Традиционные лампы с вольфрамовой нитью, нагреваемой до высокой температуры. Дают тёплый жёлтый свет, но имеют низкую светоотдачу (около 10–15 люмен на ватт) и короткий срок службы (до 1000 часов). В современных автомобилях используются в основном для габаритных огней и подсветки салона.

¶Галогенные лампы

Разновидность ламп накаливания, в которых колба заполнена инертным газом с добавлением галогенов (йода, брома). Это позволяет повысить температуру нити и, соответственно, светоотдачу (до 20–25 люмен на ватт) и срок службы (до 2000–3000 часов). Наиболее распространённый тип — H4 (двухнитевая лампа для ближнего и дальнего света) и H7 (однонитевая).

¶Ксеноновые (газоразрядные) лампы

В таких лампах свет возникает в результате электрического разряда в газовой среде (ксенон). Они дают яркий белый свет с высокой светоотдачей (до 80–100 люмен на ватт) и сроком службы до 3000–5000 часов. Требуют специального блока розжига (балласта) и системы автокорректора угла наклона фар. В России использование ксенона в фарах, не предназначенных для этого заводом-изготовителем, запрещено (статья 12.5 КоАП РФ).

¶Светодиоды (LED)

Полупроводниковые источники света, излучающие свет при прохождении тока через p-n-переход. Обладают высокой светоотдачей (до 100–150 люмен на ватт), огромным сроком службы (до 50 000 часов и более), мгновенным включением и устойчивостью к вибрациям. Позволяют создавать компактные и сложные по форме световые приборы. В современных автомобилях используются как в головном свете (матричные фары), так и во всех типах сигнальных огней.

¶Лазерные фары

В лазерных фарах свет генерируется лазерными диодами, затем преобразуется в белый свет с помощью люминофора. Обеспечивают чрезвычайно высокую яркость (до 600 люмен на ватт) и дальность освещения (до 600 метров). Впервые серийно применены на BMW i8 (2014 год). В России распространены ограниченно из-за высокой стоимости и строгих требований к сертификации.

¶Регулировка и требования к освещению

В большинстве стран мира (включая Россию) технические требования к автомобильному освещению регламентируются национальными стандартами и международными правилами (например, Правила ЕЭК ООН № 48, 112, 123). Основные параметры:

• Сила света — измеряется в канделах (кд) и не должна превышать установленных значений для ближнего и дальнего света.
• Угол наклона фар — должен быть отрегулирован так, чтобы не ослеплять встречных водителей. Обычно регулировка производится с помощью специальных винтов или автоматических корректоров.
• Цветовая температура — для головного света допускается белый или жёлтый свет (от 3000 до 6000 К). Синий или зелёный свет запрещён.
• Наличие автокорректора — обязательное требование для ксеноновых и светодиодных фар, чтобы компенсировать изменение угла наклона при загрузке автомобиля.

В России неисправности или несоответствие системы освещения требованиям технического регламента Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011) являются основанием для запрета эксплуатации транспортного средства (статья 12.5 КоАП РФ).

¶Современные технологии

¶Адаптивный головной свет (AFS — Adaptive Front Lighting System)

Система, автоматически меняющая форму и направление светового пучка в зависимости от скорости, угла поворота руля, дорожных условий и наличия встречного транспорта. Включает режимы: городской (широкий пучок), трассовый (узкий, дальний), поворотный (подсветка в сторону поворота), противотуманный (широкий, низкий). Примеры: Audi Matrix LED, Mercedes-Benz Multibeam LED.

¶Матричные фары

Разновидность адаптивного света, в которой светодиоды объединены в матрицу, позволяющую отключать отдельные сегменты пучка, чтобы не ослеплять водителей встречных автомобилей, не снижая при этом освещённость остальной дороги. Впервые применены на Audi A8 (2013 год).

¶Лазерный дальний свет

Используется как дополнение к светодиодному ближнему свету. Включается автоматически на высокой скорости (обычно выше 60–70 км/ч) и обеспечивает освещение на расстояние до 600 метров.

¶Системы автоматического переключения света

Датчики, определяющие наличие встречного транспорта или освещённость дороги, и автоматически переключающие ближний/дальний свет. В современных системах (например, High Beam Assist от BMW) используется камера, анализирующая изображение.

¶Интересные факты

• Первый автомобиль с электрическим освещением (Cadillac 1912) использовал лампы накаливания, которые питались от аккумулятора и генератора.
• В 1920-х годах в США существовали «слепящие» фары, которые могли ослеплять водителей встречных автомобилей, что привело к введению стандартов на ближний свет.
• В 1950-х годах французская компания Cibié разработала первые противотуманные фары с жёлтым светом, который, как считалось, лучше проникает сквозь туман.
• Светодиоды в автомобилях начали массово применяться с 1990-х годов, но первым автомобилем с полностью светодиодным головным светом стал Lexus LS 600h (2007 год).
• В 2014 году компания Audi представила матричные фары, которые могут «вырезать» из светового пучка силуэты встречных автомобилей, не ослепляя их.

¶Источники

• Правила ЕЭК ООН № 48, 112, 123 (Единообразные предписания, касающиеся сертификации транспортных средств в отношении установки устройств освещения и световой сигнализации).
• Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колёсных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011).
• Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях (статья 12.5).
• ГОСТ Р 41.48-2004 (Правила ЕЭК ООН № 48).
• История автомобильного освещения — материалы музея компании Hella (Германия).
• Современные системы освещения — обзоры Bosch, Osram, Philips.