Та самая статья про фары, но теперь на русском языке
Шутки про ближний-дальний — одна из самых распространенных тем автомобильного юмора. А шутка, обычно, тем смешнее, чем более серьезный и важный предмет в ней обсуждается. «Ближний-дальний» же — иными словами — оптика это важно. Это залог безопасности не только водителя и пассажиров. Но и других участников движения. Тем более, что автосвет — вообще сложная штука. В прошлой статье мы рассказывали, про адаптивный головной свет. Сегодня поговорим об истоках — как развивалась автомобильная оптика, что такое фотометрия, зачем корректировать свет фар и по какому принципу работает BI-xenon. Как все это устроено и выстраивается в единую систему.
В конце, как обычно конкурс — ставьте лайки, подписывайтесь и рассказывайте в комментариях, о чем еще хотели бы узнать. Авторам лучших комментариев подарим призы!
Автомобильный свет начинается с фотометрии — науки про измерение визуальной реакции человека на свет. Первая характеристика света, о которой надо сказать — интенсивность. По сути, речь о мощности потока, которая передается от источника света в определенном направлении. Единица измерения интенсивности — Сandela (cd) — производная от английского «candle» — свеча. В фотометрии свеча — это эталонный источник света, поэтому ее интенсивность равна 1 cd. Интенсивность же, например, света заднего стоп-сигнала — 60 cd.
Интенсивность различных систем автомобильного света в сравнении со свечой. Фото: Valeo
Еще один важный параметр — световой поток, который измеряется в люменах (Лм). Грубо говоря, световой поток — это весь свет с разной длиной волны, распространяемый источником. Человек может различать ограниченную часть светового потока.
Как это работает, можно увидеть на двух диаграммах, описывающих разные источники света: мощность светового потока первого источника постепенно нарастает, а у второго — распределяется небольшими отрезками. Красная линия на диаграмме — это та область, которую видит человек.
Диаграмма светового потока двух источников света. Человек видит лишь ту область, которая находится ниже красной линии. Лампы в порядке возрастания мощности. Фото: Valeo
На первой диаграмме изображено, как мощность света нарастает, но ее максимум не попадает под красную линию. На второй — большинство скачков мощности находится в поле зрения человека. А это значит, что второй источник света кажется нам намного ярче, чем первый, хотя с точки зрения физики это и не так.
Но даже при одинаковой мощности, восприятие сильно зависит от цвета источника. На рисунке выше показано, как отличается восприятие света автоламп в зависимости от их цвета: белая лампочка P21W покажется человеку намного ярче, чем оранжевая той же мощности.
Как человеческий глаз воспринимает свет. Фото: Valeo 
Спектр разных веществ. Фото: Valeo 
Хроматическая диаграмма. Фото: Valeo
Третий важный параметр — освещенность, иными словами это высвеченная площадь поверхности, на которую падает световой поток. Освещенность зависит от мощности светового потока и расстояния до источника света.
В свою очередь, световая эффективность показывает отношение всего света, который распространяет источник к свету, который воспринимает глаз человека. Например, лампы накаливания излучают много тепла — это инфракрасная часть спектра. Ее человек невооруженным глазом не видит. С точки зрения освещения эффективность ламп накаливания не высока — 25 лм/Вт. Большей эффективностью обладают ксеноновые лампы, а у светодиодов она максимальная — 100 лм/Вт.
Типы автомобильного света
Хорошие автомобильные фары обеспечивают максимальную видимость водителю на дороге и не создают неудобства для других участников дорожного движения. Поэтому в автомобиле традиционно используется всем знакомые три типа освещения: противотуманные фары, ближний и дальний свет.
Ближний свет создает широкую освещенную область перед автомобилем и не слепит встречных водителей. Качество ближнего света оценивают по трем параметрам:
ширине — она обеспечивает видимость при поворотах или плохих погодных условиях на 20-30 метров;
комфорту — свет должен охватывать область, куда падает взгляд водителя — обычно это диаметр 30-60 метров;
дальности — более 60 метров.
Диаграмма освещенности дороги (справа вверху): у капота освещенность максимальная (100 lux), а на расстоянии 100 метров — минимальная (1 lux). Параметры ближнего (слева), дальнего (посередине) и противотуманного (слева) света. Фото: Valeo
Дальний свет распределяется далеко вдоль оси автомобиля, поэтому светит в том числе и на встречную полосу, ослепляя других водителей. Качество этого света оценивают по тем же параметрам, что и ближний:
ширине — 10-20 метров,
комфорту — 50-150 метров,
дальности — более 150 метров.
Противотуманные фары решают другую задачу — освещают как можно более широкую область на небольшом расстоянии — до 20 метров.
Регулировка фар
Чтобы не ослеплять встречных водителей, свет фар направляют под определенным углом, который называется углом прицеливания.
Оптимальный угол прицеливания — между 1,0% и 1,5%. Фото: Valeo
Изначально угол прицеливания настраивает производитель на заводе — с точностью до 0,1%. Обычно параметры угла написаны на фаре автомобиля. Это значение рассчитано с учетом того, что в машине находится один водитель, без пассажиров и дополнительного груза. В противном случае — когда водитель перевозит пассажиров или загрузил полный багажник вещей, угол падения света изменится. Для оптимальной видимости его придется корректировать вручную, если в конструкции нет автоматической системы регулировки угла прицеливания.
Выравнивание света вручную. Фото: Valeo
В фары автомобилей с ручным выравниванием встроена специальная система управления. Автоматическая система выравнивания обязательна для фар с высокой яркостью, например, ксеноновых. Регулировкой управляют автоматические датчики и электронный блок, которые корректируют свет фар в зависимости от нагрузки автомобиля и его скорости.
Схема работы автоматической системы корректировки света фар. Фото: Valeo
Фотометрические диаграммы
При настройке фар производитель учитывает сразу несколько параметров, связанных, как с дорогой, так и с особенностями физиологии водителя.
При настройке света учитывают: направление взгляда водителя (1), расположение зеркала заднего вида (2), расстояние от 50 до 100 метров на дороге (3,4), встречный автомобиль (5), дорожные знаки (6,7), пешеходов (8), отбойники на дороге (9). Все области, перечисленные должны быть освещены по-разному. Фото: Valeo
Точка 75R — расположена в 75 м на правой обочине. Здесь должна быть максимальная освещенность, это место, где взгляду водителя максимально комфортно.
Точки 50R и 50V — расположены на расстоянии 50 м от автомобиля. Также важно учитывать точку B50L, которая находится на расстоянии 50 метров на встречной полосе — здесь должна быть минимальная освещенность, чтобы не ослеплять встречных водителей.
Точки 25L и 25R расположены на расстоянии 25 м от автомобиля, это ширина луча.
Для точной настройки света используют фотометрические диаграммы. Они стандартизированы для каждого типа источника света и меняются в ходе того, как эволюционируют системы освещения. Простыми словами, фотометрическая диаграмма — это график проекции света на расстоянии 25 м на плоском вертикальном экране, которое симулирует реальное освещение на дороге. С 2015 года интенсивность света на такой диаграмме измеряется в Lux или cd.
Схема настройки света на экране. Фото: Valeo
Отражатели в фаре
Для создания хорошей видимости на дороге, в автомобильной фаре используется несколько технологий: переключение дальнего и ближнего света, корректировка угла освещения, ассиметричные лучи, которые не ослепляют встречных водителей.
Все эти технологии работают за счет использования отражателей — сложной системы зеркал. В автомобилях используются параболические отражатели, отражатели со сложными поверхностями или эллиптическая оптика.
Параболические отражатели создают ближний и дальний свет при использовании двойной лампы накаливания. Такие отражатели в основном используются в европейских автомобилях в лампах с двойным накаливанием H4. Например, так устроены фары в Opel Corsa. Чтобы не ослеплять встречных водителей, в фаре устанавливают специальный экран. Но из-за такого экрана теряется 40% энергии, производимой лампой H4.
Отражатели со сложной поверхностью позволяют уменьшить потери энергии. Такие фары позволяют настроить любой тип дальнего и ближнего света. Эта технология, например, использовалась на Peugeot 207 с 2006 года и на Renault Laguna 2 c 2005 года.
Эллиптическая оптика — следующее поколение. Такие фары обеспечивают лучшее освещение, при этом, сами они значительно меньше по размерам, так как источник света расположен в отражателе, а передняя линза фокусирует луч.
Отражатель в таких фарах состоит из эллиптических и параболических поверхностей, расположенных вокруг источника света. Отражение лучей в эллиптических зонах дает лучший диапазон и охват при использовании дальнего света. Параболические зоны предназначены для создания света в близком диапазоне.
Схема работы отражателей — параболического, эллиптического, со сложной поверхностью. Фото: Valeo 
Использование различных областей на эллиптическом отражателе дает разные типы света. Фото: Valeo
Чтобы не ослеплять водителей, в такой оптике используют специальный экран. Он расположен между отражателем и линзой. Так экран может быть фиксированным или подвижным.
Схема работы экрана. Фото: Valeo
В продвинутых системах объединяют различные типы фар и источников света: (H1, H7, Xenon, Led). Яркий пример такой системы — фары Valeo для Audi A4. Здесь используются лампы D2S+H7 с эллиптическим модулем и сложными поверхностями в отражателе.
Сложный эллиптический модуль на Audi A4. Фото: Valeo
Эллиптические отражатели позволяют создавать ближний и дальний свет с использованием одной и той же лампы. Эта технология называется Bi-Xenon:
Автоматический экран внутри фары имеет два положения: частично закрывая часть света, он создает ближний свет; открывает световой поток — переключается на дальний. Фото: Valeo
Экран включается при помощи соленоида или электромеханической системы. Кроме того, перемещая сам отражатель в ксеноновых фарах можно переключаться между ближним и дальним светом.
Схема перемещения отражателя. Фото: Valeo
Отражатель имеет два заданных положения внутри фары: один для ближнего света, другой — для дальнего. Такая система используется в автомобилях Volvo-XC 90
c лампами D2R+H7 lamps.
Автомобильная фара, да и весь комплекс оптики в машине — крайне сложная система. Когда-то можно было сказать: фара — всего лишь лампочка под стеклом. Сегодня, чтобы понять как все это устроено приходится глубоко окунаться в инженерные процессы. Надеемся, вам это понравилось. Напишите, пожалуйста, в комментариях, что вам понравилось в этом тексте, и о чем хотели бы прочитать еще.
Подписчики — авторы конструктивных комментариев получат гарантированные призы от Valeo. Самый лучший — станет основой нового поста.
Такие призы получат победители нашего конкурса. Фото: Valeo
Наша страница на DRIVE2:
Комментарии 461
какой придурок это нацарапал, и я как дебил читал.
Интересно, а почему у светодиодов не учитывают потерю энергии на нагрев?
Интересно, корейские автопроизводители знают про эту статью?
Вряд ли. Зачем это им?
Интересно, корейские автопроизводители знают про эту статью?
У корейцев нормальные фары! Лучше, чем у японцев))
Одинаковое говно и там и там.
А у кого не говно?) Везде есть удачные и неудачные варианты.
Честно, не попадалось ни одного галогенового корейца на котором чувстововал бы себя безпасно в тёмное время. С японцами немного проще, старые модели со стеклянными рассеивателями вполне неплохо освещают. Более свежие после 92-го года поголовно слепые.
Так в том то и смысл. Чтобы установить ксенон с линзами на фары под галоген и пройти тесты и испытания что СТГ в норме, омыватель работает и т.д. и после всего этого официально получить разрешение.
В техрегламенте указано, что при изменении класса источника света в фаре, должна использоваться соответствующая ему оптическая система (отражатель, линза, рассеиватель). Так же при изменении конструкции фары (даже если только лампа заменяется на лампу другой категории и/или класса), необходимо заключение аккредитованной испытательной лаборатории о соответствии фар требованиям Правил ЕЭК ООН, применяемых в отношении соответствующих типов фар и источников света, фотометрических параметров фары с замененными источниками света и световыми модулями. Стоимость таких испытаний негуманно дорога, гораздо дешевле узаконить установку комплектных фар (но если новые фары — ксеноновые или светодиодные, придется устанавливать омыватель и авткорректор). В любом случае, законно полумерами не получится обойтись.
DoctoR-LecteR
А нельзя было для простоты понимания, описать направление луча в градусах, а не в процентах? Чтобы немногим людям — не имеющих дипломов по квантовой физике, проще было впитывать информацию)
хотите вам расскажу маленький секрет по "квантовой физике"? угол в процентах всего лишь отношение противолежащего катета к прилежащему выраженный в процентах. Это позволяет более точно провести замеры, при этом во многих случаях еще и проще. Перенесем сказанное к настройке фары. Проще всего померить расстояние от фары до экрана, и высоту на которую опустится верхняя СТГ на таком расстоянии. Это и есть 2 наших катета. К примеру расстояние в 5 метров до экрана и угол 1,5%. Значит СТГ должна опуститься на 5м*1,5%= (5м/100*1,5) =0,075 метра или 7,5 см.
Другой пример, при тех же 1,5% у нас расстояние до экрана 4м, 4м/100*1,5=0,06 м= 6 см
Другой пример при тех же 4 метрах у нас 2,3% — 4м/100*2,3= 9,2 см
Как видете все считается даже без калькулятора.
Зная высоту фары и ее наклон можно посчитать на какое расстояние светит.
например высота фары — 0,6м и наклон 1,5% 0,6м*100/1,5=60/1,5=40 метров.
Приведите простой пример настройки фары если на ней будет указано скажем 1,2 градуса?
Хммм, а мне вот интересно, размер отражателя влияет на осещенность? Допустим один и тот же источник света, лампа h7. Фары к примеру логана, линзованная от спортажа и от 200 крузака. В таком сферическом коне, где будет больше света? В большом отражатели Тойоты, маленьком, но с линзой Киа, или средней Рено?
Странный вопрос. Освещенность, грубо говоря количество света попадающее на определенную плоскость/площадь. Задача отражателя отправить весь свет от лампы в нужную область. Чем лучше отражатель тем больше света попадёт в нужную область, меньше засветок там, где освещать не нужно. Проблема отражателя в авто, это ограничения в размерах, сложная геометрия пятна света.
Да, например рефлектор у 200 крузака на галогене может пересветить ксенон. Но яркость, это не всё. Есть ещё много факторов, влияющих на качество освещения.
www.drive2.ru/o/b/2773729/
Почитал статью, круто что заморочились но есть одно большое но, вы мерили галоген и ксенон, а это разный спектральный состав и результаты соответственно измерений напрямую сравнивать нельзя. Вот выдержка из Вики
Кривые относительной спектральной чувствительности селенового фотоэлемента и среднего человеческого глаза неодинаковы; поэтому показания люксметра зависят от спектрального состава излучения. Обычно приборы градуируются с лампой накаливания, и при измерении простыми люксметрами освещённости, создаваемой излучением иного спектрального состава (дневной свет, люминесцентное освещение), применяют полученные расчётом поправочные коэффициенты. Погрешность измерений такими люксметрами составляет не менее 10 % от измеряемой величины.
Чем отличается ближний свет от дальнего
Видео: Чем отличаются лампочки дальнего и ближнего света
Ближний свет против дальнего света
Ближний свет и дальний свет — это термины, используемые для обозначения различных световых лучей, отбрасываемых фарами автомобиля на дороге и всеми объектами впереди. Фары включаются только ночью, хотя они также включаются в ненастную погоду, чтобы сообщить окружающим о присутствии автомобиля. Эти два положения луча различаются: дальний свет используется редко и в ограниченных условиях, тогда как ближний свет — это приемлемый луч света, излучаемый транспортным средством. Есть различия между ближним и дальним светом, о которых и пойдет речь в этой статье.
Ближний свет
Это световой луч, падающий от фары транспортного средства, которое движется по дороге вместе с другими транспортными средствами. Этот луч освещает небольшой участок дороги перед автомобилем, которого достаточно для водителя, чтобы избежать аварий и столкновений с другими автомобилями. Ближний свет сконструирован таким образом, чтобы избежать бликов в глазах тех, кто идет с противоположной стороны, и тем самым избежать несчастных случаев.
Дальний свет
Дальний свет — это луч, отбрасываемый транспортным средством на дороге впереди, когда фара переключается в положение дальнего света. Это луч, который редко используется, когда транспортное средство движется по шоссе, где очень мало других транспортных средств, а транспортное средство движется с большой скоростью. Дальний свет может освещать обширный участок дороги впереди, что позволяет водителю четко видеть дорогу и избегать столкновений с другими автомобилями. Дальний свет нельзя использовать при нормальных условиях вождения.
Ближний свет против дальнего света
• Дальний свет — это луч света, падающий от фары на дорогу впереди, который покрывает большую часть дороги и вызывает блики в глазах тех, кто идет с противоположной стороны.
• Ближний свет — это тип луча, отбрасываемого фарой автомобиля, который покрывает меньшую площадь дороги впереди и не падает выше определенной высоты, чтобы избежать бликов в глазах тех, кто идет с противоположной стороны.
• В нормальных условиях движения водители автомобилей в ночное время должны использовать только ближний свет.
• Дальний свет используется на автомагистралях, где движется меньше транспортных средств и где водитель ведет автомобиль на большой скорости.
• Дальний свет не означает, что он дает более интенсивное освещение, как некоторые ошибочно полагают.
В чем отличия ламп ближнего и дальнего света
Сегодня многие современные автомобили могут не иметь в базовой комплектации лампы ПТФ. Конечно, все будет определяться производителем, но никак не дилером. В любом случае наличие этого элемента является достаточно важным, особенно если приходится управлять техникой в условиях недостаточной видимости.
Особенностью в данном случае можно отметить низкое расположение, за счет чего свет ложится непосредственно на дорожное покрытие без существенного рассеивания, кроме этого, полностью исключается вероятность его отражения. Однако, несмотря на свои многочисленные преимущества, подобный вид освещения при управлении во время тумана используется редко. Чаще фары используют в темное время суток, поскольку с их помощью существенно удается повысить освещаемость дороги.
Что касается таких преимуществ, как долговечность, экономичность, стабильность, качество освещения, то здесь все будет определяться видом используемой в фаре лампочки. Но с этим вопросом сложностей не возникнет, поскольку они предлагаются в большом ассортименте относительно технических характеристик.
Какие виды лап сегодня предлагают?
В современные автомобили могут устанавливаться самые различные источники освещения. И стоит отметить, что это будет относиться не только к ПТФ, но и к фарам ближнего/дальнего света. Выполнить установку лампочек в осветительное оборудование можно в условиях автосервиса или самостоятельно, сложного в данном процессе нет ни чего. Здесь главное знать, как правильно подобрать лампы относительно того, как и где они в дальнейшем будут использоваться. Рассмотрим некоторые особенности выбора:
- Галогенные, они чаще используются для ПТФ. Главное их преимущество долговечность функционирования. Отличаются низкой цветовой температурой.
- Галогенные с добавлением ксенона. Преимуществ имеют много, но они менее долговечны. Сегодня предлагаются различные варианты моделей, которые будут различаться в первую очередь базой крепления. Здесь важно учесть, что обозначение цоколя, должны совпадать с обозначением лампы.
- Светодиодные. Могут устанавливаться в ПТФ, но чаще они используются в фарах ближнего света. Подобные варианты имеют нейтральный свет, который максимально приближен к дневному освещению. Луч не будет рассеиваться в условиях сумерек, тумана, дождя, темноты. Кроме этого, луч света не слепит водителей встречных автомобилей. Среди многочисленных преимуществ можно выделить их долговечность использования
- Ксеноновые. Довольно часто такие виды ламп еще могут называть газоразрядными светильниками. Они отличаются хорошей яркостью и могут устанавливаться в фары дальнего света, а также в ПТФ. Среди преимуществ можно отметить экономичность функционирования. Однако сегодня можно приобрести такие лампы и для использования в фарах ближнего света.
Сегодня в специализированных магазинах автомобильные лампы предлагаются в большом ассортименте, благодаря чему не возникает сложностей с их выбором. Купить лампы для ближнего или дальнего света можно с доставкой здесь, если потребуется, сотрудники проконсультируют и, учитывая требования, помогут определиться с выбором и оформлением заказа. При выборе потребуется учитывать определенные требования, лампа должна быть подобрана правильно, только в этом случае можно будет рассчитывать на ее эффективность и долговечность использования.
Особенности и различия ламп для дальнего и ближнего света
Все виды автомобильных ламп, которые предлагаются на современном рынке условно можно классифицировать по ряду технических признаков:
- функциональное назначение;
- особенности работы;
- конструктивные особенности светильника;
- устройство и вид цоколя;
- в какой тип фар могут устанавливаться.
Сегодня приобрести галогеновые лампы можно с одной или двумя нитями накаливания. Но важно учитывать, что цоколь является важным элементом маркировки. Именно его следует учитывать при выборе осветительного прибора в фары. Классификация маркировки цоколя, будет следующей:
- Н1. Этот вариант подходит практически под любой тип фар с 4-хблоковым освещением. Может применяться в фарах ближнего/дальнего света, кроме этого, лампы подходят и для ПТФ. Модели подобного исполнения отличаются высоким качеством и строгим соответствием заданных параметров;
- Н2. Лампы с подобной маркировкой цоколя сегодня в легковых автомобилях используются редко, они могут устанавливаться в фары ближнего/дальнего света;
- Н3. Подобные лампы были специально разработаны для установки в противотуманные фары;
- Н4. Галогенные лампы с 2-мя спиралями, они идеально подходят для использования в фарах дальнего света, однако их часто устанавливают и в фары ближних огней. Преимущественно такие модели автомобильных ламп используются в автомобилях европейской комплектации;
- Н7. Это самый распространенный тип автомобильных ламп, которые пришли на смену моделям с маркировкой Н1. Светильники могут применяться в 4-хфарных системах.
Самыми распространенными и востребованными экземплярами для фар ближнего света продолжают оставаться автомобильные лампы с цоколем Н4 или Н7. В любом случае при выборе важно учитывать множество факторов и требований. Используемые в фарах источники света должны максимально удовлетворять требованиям действующего законодательства, но главное быть безопасными и надежными в использовании.
Как понять разницу между дальним и ближним светом
Если включен режим дальнего света, фары равномерно и сильно освещают широкую область перед машиной – саму дорогу от края до края, пространство справа и слева, выше и ниже горизонта. Хорошо видя дорогу перед собой на большом расстоянии, водитель может ехать на высокой скорости.
Однако в этом режиме фары сильно и болезненно слепят окружающих – встречных водителей, велосипедистов и пешеходов. Это небезопасно и некомфортно, поэтому дальним светом можно пользоваться, только когда вам навстречу не движутся другие участники движения.
Ближний или низкий?
На такой случай автомобили оснащают ближним светом. Название не слишком удачное: правильнее было бы назвать дальний свет «высоким лучом», а ближний «низким», как принято в англоговорящих странах. В низком режиме фары светят вперёд-вниз, а зона выше линии горизонта остаётся затемнённой. Кроме того, фары сильнее светят вправо, в направлении ближайшей обочины, и слабже влево, в сторону встречных машин. Это позволяет водителю хорошо видеть знаки и пешеходов, идущих по краю дороги, и не слепить встречных водителей.
Отличается и «дальнобойность». Дальний свет позволяет видеть дорогу на расстоянии около 100-150 м, а ближний 50-75 м. Поэтому с ближним светом водителю приходится сильнее ограничивать скорость.