Источники света

Конструкция современных автомобильных ламп представляет собой установленные в стеклянной колбе одно или два тела накала, смонтированные на токоподводящих электродах, соединенных с контактами цоколя.

Тело накала изготовляется из вольфрама с присадками окиси кремния, окиси алюминия и др. Электроды выполняют из никеля, а стеклянные детали изготовляют из силикатного стекла. Для получения возможно большей концентрации тела накала вольфрамовую проволоку свивают в спираль и биспираль. Учитывая массовый характер производства и весьма жесткие требования по светораспределению, предъявляемые к световым приборам автомобиля, в особенности к фарам, монтаж тел накала относительно элементов фиксации цоколя осуществляют с высокой степенью точности.Источники света характеризуются рядом параметров, определяющих их основные электрические, световые и эксплуатационные свойства. Основными электрическими параметрами автомобильных ламп являются:

номинальное напряжение (6, 12, 24 В);

электрическая мощность (по ГОСТ 2023—75 автомобильные лампы маркируются так же, как и в Европе, по мощности в ваттах);

расчетное напряжение, при котором лампа будет работать в течение ее срока службы (для указанных выше номинальных значений напряжений соответствующие расчетные напряжения составляют 6,7; 13,5; 28 В).

К основным световым параметрам источников света относятся:

номинальный световой поток лампы, измеряемый в люменах;

максимальная сила света, измеряемая в канделах (ранее в свечах);

яркость тела накала, измеряемая в нитах.

В отечественной промышленности маркировка автомобильных ламп указывает на тип лампы, номинальное напряжение и номинальную мощность. Например: А24-5 —одинонитевая, 24 В, 5 Вт или А12-45+40: двухнитевая 12В, 45 Вт — нить дальнего света и 40 Вт — нить ближнего света. Стоящая впереди буква А означает «автомобильная».

Мощность ламп накаливания, применяемых в автомобильных сигнальных фонарях, не превышает 21 Вт, Это связано с тем, что сигнальные фонари в соответствии со своим назначением и характеристиками отличаются сравнительно малой силой света.

Общий вид автомобильных ламп накаливания показан на рисунке 6.

Рис.6Лампы накаливания: а - европейская стандартная двухнитевая; б - галогенная двухнитевая; в - галогенная однонитевая; г - галогенная однонитевая Н3.

Лампы фар могут быть:

- одно- и двухнитевыми (двухрежимными);

- вакуумными и при мощности свыше 2 Вт заполненными инертным газом (аргоном, азотом, криптоном, ксеноном);

- галогенными, заполненными инертным газом с добавлением небольшого количества паров йода или брома;

- с штифтовым или фланцевым цоколем.

Добавление галогена способствует возвращению испарившегося вольфрама на поверхность спирали, что увеличивает срок службы лампы, предотвращает почернение колбы и позволяет увеличить температуру накала нити лампы и силу света.

Фланцевое крепление лампы позволяет обеспечить более точное по сравнению со штифтовым цоколем расположение её нити в фокусе отражателя.

Мощность ламп фар колеблется от 40 до 70 Вт.

Регулировка света фар.(Рис.7)

Фары проще регулировать по ближнему свету, так как пятно ближнего света на вертикальной поверхности имеет довольно четкую верхнюю границу из горизонтальной и наклонной линий. Точка пересечения этих линий точно соответствует центру светового пучка фары, и, перемещая эту точку разворотом оптического элемента, можно легко добиться правильного на правления пучка света.

Регулируются фары вращением регулировочных винтов, которые поворачивают оптический элемент соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Удобнее всего регулировать фары с помощью передвижных оптических приборов. Если их нет, то регулировку можно проводить с помощью экрана. Для этого автомобиль устанавливают на ровной горизонтальной площадке в 5 м от гладкой стены или какого-либо экрана (щит фанеры размером около 2´1м и т. п.) так, чтобы ось автомобиля была ему перпендикулярна.

Перед разметкой экрана следует удостовериться, что давление воздуха в шинах нормальное, а затем качнуть автомобиль сбоку чтобы установились пружины подвесок. Экран размечают следующим образом. По обе стороны от средней линии О (рис7), соответствующей проекции центра автомобиля на экран, проводятся вертикальные линии А и В, соответствующие центрам фар. Затем замеряют расстояние h центра фар от земли и на этой высоте oт земли проводят горизонтальную линию 1. Ниже ее на 80 мм проводят вторую горизонтальную линию 2. Наконец, из точек пересечения горизонтальной линии 2 с вертикальными А и В под углом 15° проводятся наклонные линии.

Порядок регулировки фар следующий. Включают ближний свет фар. Правую фару прикрывают куском картона или темной материи а для левой проверяют положение светового пятна на экране. Верхняя горизонтальная граница пятна должна совпадать с линией 2. Точка пересечения горизонтальной границы пятна с наклонной должна находиться в точке пересечения линий А и 2. Если этого нет, то вращением винтов добиться правильного положения светового пятна. После того как левая фара отрегулирована, ее прикрывают и таким же способом регулируют правую фару.

Современные автомобили оборудуют фарами головного освещения с так называемыми американской и европейской системамиасимметричного светораспределения ближнего света. Асимметричный световой пучок обеспечивает лучшую освещенность той стороны дороги, по которой дви­жется автомобиль, и уменьшает ослепление водителей встречного транспорта.

В лампах фар с американской и европейской системами светораспределе­ния нить накала дальнего света располагают в фокусе отражателя. Световой пучок дальнего света с малым углом рассеивания может быть получен при ми­нимальных размерах спирали, выполняемой в виде дуги, лежащей в горизон­тальной плоскости. Большие линейные размеры нити дальнего света по гори­зонтали обуславливают большее рассеивание светового пучка в горизонталь­ной плоскости.

В фарах с американской системой светораспределения нить 2 ближнего све­та (рис. 8.6, а) в виде спирали цилиндрической формы смещена несколько вверх и вправо относительно фокуса, если смотреть на отражатель со стороны свето­вого отверстия. Спираль ближнего света расположена поперек оптической оси.

Если источник света выведен из фокуса, отраженный параболоидом пучок света отклоняется от оптической оси. При этом пучок света разделяется на две части. Одна часть светового пучка, попадающая на внутреннюю поверхность отражателя от вершины до фокальной плоскости АА, отражается вправо и вниз относительно оптической оси. Остальная часть светового пучка, отражаемая от внешней части параболоида между фокальной плоскостью АА и плоскостью светового отверстия S6, направлена влево и вверх и попадает в глаза водите­ля встречного автомобиля.

Световой пучок фар ближнего света с американской системой распределе­ния не имеет четкой светотеневой границы. Увеличение угла рассеивания от­раженного светового пучка требует дополнительного светораспределения рас-сеивателем со сложной структурой оптических микроэлементов. Для уменьше­ния светового потока лучей, направленных вверх и влево от оптической оси, применяют отражатели с меньшей глубиной.

Светораспределе ние фар американской системы регламентируется силой света в контрольных точках измери­тельного экрана.

рис.8 Автомобильные фары с различными системами распределения ближнего света:

а - американская система; б - европейская система; в - расположение экрана под нитью ближнего света; 1 - нить дальнего света; 2 - нить ближнего света; 3 – экран

В фарах с европейской системой светораспределения нить 2 ближнего света (рис. 8., 6) цилиндрической формы выдвинута вперед по отношению к нити 1 дальнего света и расположена чуть выше и параллельно оптической оси. Лучи от нити ближнего света, попадающие на верхнюю половину отражателя, отра­жаются вниз и освещают близлежащие участки дороги перед автомобилем. Не­прозрачный экран 3, расположенный под нитью 2 ближнего света, исключает попадание световых лучей на нижнюю половину отражателя, поэтому глаза во­дителя встречного транспортного средства находятся в теневой зоне. Одна сто­рона экрана 3 отогнута вниз на угол 15° (рис. 8, в), что позволяет увеличить площадь активной поверхности левой половины отражателя и освещенность правой обочины и правой полосы дви­жения автомобиля (рис. 9).

Световой пучок фар с европейской системой светораспределения при их работе в режиме ближнего света име­ет четко выраженную светотеневую границу (рис. 10), что обеспечивает четкое разделение на освещенную зону и зону неслепящего действия. Фары европейской системы, предназначенные для правостороннего движения, при освещении ближним светом вертикального экрана должны создавать на нем светотеневую границу, имеющую с левой стороны горизонтальный уча­сток, а с правой - участок, направлен­ный под углом 15° к горизонтали.

рис.9 Схемы световых пятен на дороге при освещении фарой с европейской системой светораспределения:

а - дальний свет; 6 - ближний свет; 1 - с обычной лампой накаливания категории R2; 2-е галогенной лампой категории Н4; I - осевая линия дороги

Рассеиватель фары европейской си­стемы меньше влияет на организацию светораспределения по сравнению с фарой американской системы. Большая часть нижней половины рассеивателя при ближнем свете не используется и рассчитана на распределение дальнего света, что улучшает характеристики фары в режиме дальнего света. Распределение ближнего света фар европейской системы регламентируется освещенностью в контрольных точках и зонах специального экрана (рис. 11, а). Экран предназначен для лабораторной проверки фар на соответствие их светораспределения европейским нормам и представляет собой имита­цию перспективы двухполосной автомобильной дороги. ГОСТ 3544-75 устанав­ливает минимально и максимально допустимую освещенность для контрольных точек и зон экрана при проверке фар с лампой R2 (табл.1).