Особенности конструкции и принцип формирования светового пучка фар головного освещения проекторного типа.

В последнее время получил распространение проекторный принцип формирования светораспределения, осуществляемый с помощью проекционной оптики (асферической линзы). Такой принцип реализуется светооптической системой с эллипсоидным (полиэллипсоидным) отражателем или отражателем со свободной поверхностью.

Тело накала устанавливается в первом фокусе F₁отражателя. После отражения световой пучок концентрируется в зоне второго фокуса F_xотражателя на относительно малой площадке, где устанавливается экран, с формой, обеспечивающий требуемой светораспределение. Изображение в плоскости экрана проецируется на дорожное полотно асферической линзой, фокальная точка которой, совпадает со 2-ым фокусом эллипсоиды отражателя.

Рисунок 8.1 Проекторный принцип, отверстие прямоугольной формы

Преимуществом этой проекторной системы является отсутствие бликов, благодаря светотеневой границе с любой степенью резкости и малое световое отверстие без потерь мощности. К недостаткам этой системы относятся высокие рабочие температуры, «расположение пучка в спектр» на светотеневой границе и воспринимаемую с дискомфортом высокую яркость линзы.

На рисунке 8.1 изображены изолюксы ФГО с параболическим отражателем со световым отверстием прямоугольной формы (235 х 127)мм фокусное расстояние f=27мм с лампой категории Н.Ч.

Рисунок 8.2 ФГО с диаметром светового отверстии 60мм

На рисунке 8.2 кривая 2 - это изолюкса ФГО проекторного типа с диаметром светового отверстия 60мм с лампой Н7.

Из рисунка следует, что с ФГО проекторного типа значительно увеличивается ширина светового пучка, а значит и видимость обочин и поворотов дороги, растёт равномерность освещения в пределах всего светового пятна, незначительно, но увеличивается дальность видимости дороги.

По сравнению с эллипсоидными отражателями, полезный световой поток у отражателей со свободной поверхностью увеличивается на 43%. Техника свободных поверхностей основана на расчёте поверхности отражателя с заданным математическим описанием «по точкам» с помощью системы проектирования CAL(ComputerAidedLighting).

Поверхность отражателя со свободной поверхностью может быть рассчитана так, что используется вся его поверхность.

37. Газоразрядные лампы («ксеноновые» лампы)

Ксеноновый свет в 2,5 раза интенсивнее галогенного (1500 лк - галогенный, более 3000 лк - ксеноновые).

Световой поток высокой интенсивности получается за счёт свечения газа, созданного дуговым разрядом около 4 мм длинной между электродами. Электроды лампы находятся в колбе, заполненной инертным газом ксеноном под высоким давлением.

Рисунок 9.1 Ксеноновая лампа.

Ксеноновая лампа имеет цветовую температуру около 4500⁰ К (у стандартной галогенной лампы 2800⁰ К). Цветовая температура солнца является единицей яркости источника света и составляет 5000-6000⁰ К. Чем ближе цветовая температура к 5000⁰ К, тем ближе спектр источника излучения к солнечному свету.

Спектр излучения галогенной лампы состоит из видимых лучей, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Спектр излучения газоразрядной лампы отличается наличием исключительно видимых лучей с незначительным содержанием инфракрасных лучей. Поэтому цвет газоразрядной лампы имеет голубоватый оттенок, а у галогенных ламп – желтоватый.

Из рисунка 9.2 видно, что газоразрядные лампы освещают дорожное полотно на большее расстояние и пучок света этой лампы ширеЮ чем у галогенной. Ксеноновый свет, в силу особенности своего спектрального состава позволяет водителю увидеть объекты, находящиеся на проезжей части и обочинах дороги (включая дорожные знаки) на значительно больших расстояниях.

Рисунок 9.2 Изолюксы на дороге ФГО с Н и Xenon.

Газоразрядные лампы нагреваются, но при потреблении мощности в 35 Вт на нагрев расходуется 7% потребляемой энергии (у галогенных ламп при потреблении 55 Вт на нагрев расходуется 40% потребляемой энергии).

Средний срок службы ксеноновых ламп составляет 2800-3000 часов (у галогенных 180-500 часов) и зависит от количества включений, а не от продолжительности горения.

Недостатком ксеноновых ламп является наличие дорогостоящего пускорегулирующего электронного оборудования (блок зажигания).

Функциями его являются:

- создание напряжения зажигания от 18000В до 28000В (для пробоя искрового промежутка между электродами лампы и возникновения дуги)

- автоматическое повторное зажигание, в случае обрыва электрической дуги в результате вибрации

- контроль К3 и параллельного подключения (например, при утечке тока на массу более 30мА) для защиты от прикосновения

-стабилизация напряжения при изменении напряжения питания (например, с 9В до 18В)

Блок –схема системы газоразрядных фар головного освещения.

Ввиду сложного процесса пуска, ксеноновый свет при холодном пуске достигает эффектной мощности через 3 секунды после включения.

С 1996 г. Правила ЕЭК ООН №98 и 99 разрешили применение газоразрядных ламп с обязательным применением омывателя фар и устройства автоматической регулировки угла наклона фар.

Фары «Би - Ксенон»

Ксеноновый свет применяется, прежде всего для БС. Комбинация из двух источников света для БС и ДС в одной лампе невозможна в принципе. Применение отдельных ксеноновых источников света допустимо, но дорого. Система Би – Ксенон серийно стала выпускаться с 1999г. Основным принципом является технический переключатель, который при помощи привода от втягивающего электромагнита перемещает экран в проекторный системе таким образом, что один и тот же источник света может создавать светораспределение для БС или ДС. Переключение происходит менее, чем 0,3 сек.