Как устроены автомобильные фары

С момента первого появления, конструкция автомобильных фар мало менялась. Всегда необходим был источник света, технология фокусировки луча света и рассеивания. Менялись только материалы, из которых изготавливались эти элементы.

 

В этой статье расскажем:

• Как устроены автофары и из каких элементов они состоят;

• Какие возможности есть для тюнинга фар.

Устройство автомобильной фары

 

Все автомобильные фары состоят из четырёх элементов: корпуса, отражателя, рассеивателя и лампы. Лампы испускают рассеянный свет, лучи которого направлены во все стороны. Отражатель собирает лучи и направляет их на рассеиватель. Рассеиватель снова распыляет лучи, чтобы получить свет нужной направленности.

О том, как и когда появились первые фары, и как развивались технологии автомобильного освещения, читайте в нашей статье. Читать →

Корпус

Корпус содержит все компоненты фары — отражатель, рассеиватель, лампу и кабель питания. Корпус обычно изготавливают из термопластика, который защищает фару от перегрева, влажности и механических повреждений.

 

Отражатели

Отражатель собирает неполяризованный свет лампы, лучи которой не имеют одного направления, а испускаются во все стороны, и направляет его в сторону дороги.
Внутреннюю поверхность отражателя обычно делают из латуни, пластика или стекла и покрывают отражающим слоем серебра, хрома или алюминия.

 

Форма отражателя может быть параболоидной, свободной или эллипсоидной.

 

Параболоидная форма отражателя — старейшая технология распределения света, которую в современных машинах практически не встретить. При такой форме отражателя для ближнего света используется верхняя часть отражателя, для дальнего — обе. Источник света расположен так, что свет попадает на верхнюю часть отражателя, затем направляется на рассеиватель. Вертикальные оптические элементы в линзе распределяют свет в горизонтальном направлении, а призматические элементы — на наиболее важные участки дороги. КПД такой формы всего 27%.

 

 

 

 

Самая распространённая форма отражателя — свободная. Она не является правильной, а моделируется так, чтобы распределять свет на наиболее важные участки дороги.
Благодаря особой конструкции все области отражателя используются для ближнего света. Свет приобретает направленность уже в отражателе, и необходимость в линзах с оптическими элементами отпадает. Горизонтальные отражательные сегменты создают ассиметричное освещение, дополнительно освещая обочину. КПД такой формы — 45%.

 

 

 

 

Когда отражатель эллипсоидной формы, лампа в нём располагается таким образом, чтобы подавать как можно больше света на определенные точки отражателя. За счёт правильной эллипсоидной формы отражатель собирает свет и фокусирует его на прозрачную линзу. КПД такой формы — 52%.

 

 

 

 

Рассеиватели

Рассеиватели защищают лампы от грязи, воды и механических повреждений. Раньше их изготавливали из стекла, но теперь практически всегда только из пластика. В отличие от стекла, пластик более дешёвый, прочный и легкий. А ещё из пластика легче сделать фару любой формы.

 

Рассеиватели бывают двух видов: с рисунком и с прозрачным покрытием. У рассеивателей с рисунком на линзу нанесены оптические элементы — специальные углубления и засечки, которые рассеивают частично поляризованный отражателем свет, чтобы получить нужный угол освещения дороги. Такие рассеиватели устарели и сейчас используются крайне редко.

 

Рассеиватели с прозрачным покрытием не имеют оптических элементов. Они используются для трёх типов фар: с биксеноновыми лампами, с дополнительной рассеивающей линзой, для фар свободной формы.

 

 

Слева рассеиватель с рисунком, справа — с прозрачным покрытием.

 

 

Автолампы

Лампы для автомобильных фар бывают четырёх видов: галогенные, ксеноновые, светодиодные и лазерные.

 

Галогенные (галогеновые) лампы. Это лампы накаливания, стеклянная колба которых заполнена буферным галогенным газом — йодом или бромом. Галогенный газ продлевает работу лампы накаливания до 1000 часов.

 

Благодаря простой конструкции, галогенные лампы стоят недорого и их легко менять. Недостатков у них всего два — энергозатратность и необходимость бережного отношения.

 

Газоразрядные (ксеноновые) лампы. Свет излучает нагретый газ — ксенон. Ксеноновые лампы в 3 раза ярче галогеновых, их свет белый, близкий к дневному спектру. Такие лампы потребляют меньше энергии, чем галогенные, и при этом работают до 2000 часов — в два раза дольше. Имеют маркировку HID. Самый большой недостаток ксеноновых ламп в том, что при неправильной нештатной установке их слишком яркий свет слепит встречных водителей.

 

Светодиодные лампы. Лампы состоят из большого количества излучающих свет диодов. По сравнению с галогенными, потребляют значительно меньше энергии и гораздо дольше работают — ресурс светодиодных ламп превышает 6000 часов. Благодаря небольшим размерам каждого отдельного диода, светодиодным фарам можно придавать практически любую форму. Имеют маркировку LED.

О том, как заменить штатные галогеновые лампы на ксеноновые или светодиодные, и не получить штраф ГИБДД писали в отдельной статье. Читать →

Лазерные лампы. Новейший вид ламп, который был впервые представлен в концепте BMW i8 в 2011 году, а в 2014-м такие лампы были запущены в серийное производство. Лазерные лампы излучают пучок света в 1000 раз интенсивнее диодного. Они в два раза экономичнее светодиодных ламп, меньше и компактнее. Сейчас их ставят на автомобили BMW и Audi, но в будущем, скорее всего, их будут устанавливать и на другие автомобили, так как разработкой активно занимаются все ведущие производители автосвета: Bosch, Philips, Hella, Valeo и Osram.

 

 

Люмен — единица измерения светового потока. Один люмен равен световому потоку
от одной восковой свечи. Интенсивность света показывает количество энергии,
которое переносит световая волна. Яркость света — это сила света, с которой
излучает поверхность в каком-то направлении.

 

 

Возможности тюнинга фар

 

Ангельские глазки

Выполняют роль дневных ходовых или габаритных огней. Представляют собой несколько связанных светодиодов, установленных вокруг основных ламп. Не могут использоваться в качестве основного источника освещения дороги.

 

 

 

 

Ресницы

Тонкие накладки на фары., которые выполняют эстетическую функцию. Не должны перекрывать свет от ламп.

 

 

 

 

Тонировка фар

Если после тонировки фары пленкой, лаком или другими красителями, фара изменила свет излучения, то такая тонировка считается нарушением правил ПДД и запрещена.