Reflektor - Headlamp

Reflektor jest lampa przymocowana do przedniej części pojazdu, do oświetlenia drogi z przodu. Reflektory są również często nazywane reflektorami , ale w najbardziej precyzyjnym użyciu , reflektor to określenie samego urządzenia, a reflektor to określenie wiązki światła wytwarzanej i rozprowadzanej przez urządzenie.

Sprawność reflektorów stale się poprawiała przez całą epokę samochodową, stymulowana przez duże rozbieżności między śmiertelnymi wypadkami drogowymi w ciągu dnia i nocy: amerykańska Narodowa Administracja Bezpieczeństwa Ruchu Drogowego stwierdza, że ​​prawie połowa wszystkich wypadków śmiertelnych związanych z ruchem drogowym ma miejsce w ciemności, pomimo zaledwie 25% ruchu drogowego podróżowanie w ciemności.

Inne pojazdy, takie jak pociągi i samoloty, muszą mieć reflektory. Reflektory rowerowe są często używane w rowerach i są wymagane w niektórych jurysdykcjach. Mogą być zasilane baterią lub małym generatorem, takim jak dynamo butelkowe lub w piaście .

Historia reflektorów samochodowych

Początki

Pierwsze powozy bezkonne wykorzystywały lampy powozowe, które okazały się nieodpowiednie do szybkiej jazdy. Najwcześniejsze światła wykorzystywały świece jako najczęstszy rodzaj paliwa.

Mechanika

Najwcześniejsze reflektory, zasilane acetylenem lub olejem, działały od końca lat 80. XIX wieku. Popularne były lampy acetylenowe, ponieważ płomień jest odporny na wiatr i deszcz. Pierwsze elektryczne reflektory zostały wprowadzone w 1898 roku w Columbia Electric Car firmy Electric Vehicle Company z Hartford w stanie Connecticut i były opcjonalne. Dwa czynniki ograniczały powszechne stosowanie żarówek elektrycznych: krótka żywotność żarników w surowym środowisku motoryzacyjnym oraz trudność w produkcji dynama wystarczająco małego, ale wystarczająco mocnego, aby wytworzyć wystarczający prąd.

Wielu producentów oferowało światła acetylenowe „Prest-O-Lite” jako standardowe wyposażenie w 1904 roku, a Peerless wykonał standardowe elektryczne reflektory w 1908 roku. Firma z Birmingham o nazwie Pockley Automobile Electric Lighting Syndicate wprowadziła na rynek pierwsze na świecie elektryczne światła samochodowe jako kompletny zestaw w 1908 r., który składał się z reflektorów, świateł bocznych i tylnych świateł zasilanych ośmiowoltową baterią.

W 1912 Cadillac zintegrował elektryczny system zapłonu i oświetlenia Delco , tworząc nowoczesny system elektryczny pojazdu.

Firma Guide Lamp Company wprowadziła reflektory „mijania” (mijania) w 1915 r., ale system Cadillaca z 1917 r. pozwalał na przełączanie świateł za pomocą dźwigni wewnątrz samochodu, zamiast wymagać od kierowcy zatrzymania się i wysiadania. Żarówka Bilux z 1924 roku była pierwszą nowoczesną jednostką, która posiadała światło zarówno dla niskich (mijania), jak i wysokich (głównych) świateł reflektora, emitowane przez pojedynczą żarówkę. Podobną konstrukcję wprowadziła w 1925 r. firma Guide Lamp o nazwie „Duplo”. W 1927 roku wprowadzono nożny ściemniacz lub przełącznik dip, który stał się standardem przez większość stulecia. W latach 1933–1934 Packards posiadał reflektory trójwiązkowe, w których żarówki miały trzy żarniki. Od najwyższego do najniższego, belki nazywano „mijaniem przez kraj”, „jazdą po kraju” i „jazdą po mieście”. Nash z 1934 r. stosował również system trójwiązkowy, choć w tym przypadku z żarówkami konwencjonalnego typu dwuwłóknowego, a wiązkę pośrednią łączyły światła mijania po stronie kierowcy ze światłami drogowymi po stronie pasażera, aby zmaksymalizować widoczność na poboczu, jednocześnie minimalizując odblaski w kierunku nadjeżdżających pojazdów. Ostatnimi pojazdami ze ściemniaczem nożnym były samochody dostawcze Ford F-Series i E-Series [Econoline] z 1991 roku . Lampy przeciwmgielne były nowością w Cadillakach z 1938 r., a ich system „Autronic Eye” z 1954 r. zautomatyzował wybór świateł drogowych i mijania.

W rzadko spotykanej, jedynej w roku 1935 Tatrach wprowadzono oświetlenie kierunkowe, za pomocą włącznika i elektromagnetycznie przesuwanego reflektora oświetlającego tylko krawężnik . Oświetlenie sprzężone z układem kierowniczym zostało zastosowane w centralnym reflektorze Tucker Torpedo z 1947 roku, a później zostało spopularyzowane przez Citroëna DS . Umożliwiło to obracanie światła w kierunku jazdy, gdy kierownica skręcała.

Standardowy 7-calowy (178 mm) okrągły reflektor z zamkniętą wiązką , po jednym z każdej strony, był wymagany we wszystkich pojazdach sprzedawanych w Stanach Zjednoczonych od 1940 roku, praktycznie zamrażając użyteczną technologię oświetleniową dla Amerykanów do lat 70. XX wieku. W 1957 r. zmieniono prawo, zezwalając na mniejsze 5,75-calowe (146 mm) okrągłe, uszczelnione belki, po dwie na bok pojazdu, a w 1974 r. dozwolone były również prostokątne, uszczelnione belki.

Wielka Brytania, Australia i niektóre inne kraje Wspólnoty Narodów , a także Japonia i Szwecja , również szeroko wykorzystywały 7-calowe belki uszczelnione, chociaż nie były one obowiązkowe, jak w Stanach Zjednoczonych. Ten format reflektorów nie był powszechnie akceptowany w Europie kontynentalnej, gdzie znaleziono wymienne żarówki oraz różnice w wielkości i kształcie reflektorów przydatne w projektowaniu samochodów.

W pozostałych częściach świata technologia posunęła się naprzód. W 1962 roku europejskie konsorcjum producentów żarówek i reflektorów wprowadziło pierwszą żarówkę halogenową do reflektorów samochodowych, H1 . Wkrótce potem w Europie wprowadzono reflektory wykorzystujące nowe źródło światła. Zostały one skutecznie zakazane w Stanach Zjednoczonych, gdzie standardowe reflektory z wiązką światła były obowiązkowe, a przepisy dotyczące natężenia światła były niskie. Prawodawcy amerykańscy stanęli pod presją działania, zarówno ze względu na skuteczność oświetlenia, jak i aerodynamikę pojazdu/oszczędność paliwa. Maksymalna intensywność świateł drogowych, która w Europie wynosiła 140 000 kandeli na bok samochodu, była w Stanach Zjednoczonych ograniczona do 37 500 kandeli na każdą stronę samochodu do 1978 roku, kiedy to limit został podniesiony do 75 000. Zwiększenie natężenia światła drogowego w celu skorzystania z wyższego limitu nie mogło zostać osiągnięte bez przejścia na technologię halogenową, tak więc w Stanach Zjednoczonych w modelach z 1979 roku pojawiły się reflektory o zamkniętej wiązce z wewnętrznymi żarówkami halogenowymi. Od 2010 r. na rynku szczelnych wiązek dominuje halogen , który gwałtownie spadł, odkąd w 1983 r. dopuszczono reflektory z wymiennymi żarówkami .

Systemy wyładowań o wysokiej intensywności (HID) pojawiły się na początku lat 90., po raz pierwszy w BMW serii 7 . Lincoln Mark VIII z 1996 roku był wczesną amerykańską próbą HID i był jedynym samochodem z DC HID.

Projekt i styl

Oprócz aspektów inżynieryjnych, wydajnościowych i zgodności z przepisami reflektorów, należy wziąć pod uwagę różne sposoby ich projektowania i rozmieszczania w pojeździe silnikowym. Reflektory przez wiele lat były okrągłe, bo taki jest natywny kształt reflektora parabolicznego . Wykorzystując zasady odbicia, prosta symetryczna okrągła powierzchnia odbijająca światło rzuca światło i pomaga skupić wiązkę.

Stylizacja reflektorów poza Stanami Zjednoczonymi, przed 1983 r.

W Europie nie było wymagań dotyczących reflektorów o znormalizowanym rozmiarze lub kształcie, a lampy można było zaprojektować w dowolnym kształcie i rozmiarze, o ile lampy spełniały wymagania inżynieryjne i eksploatacyjne zawarte w obowiązujących europejskich normach bezpieczeństwa . Prostokątne reflektory zostały po raz pierwszy zastosowane w 1960 roku, opracowane przez Hellę dla niemieckiego Forda Taunusa P3 i przez Cibié dla Citroëna Ami 6 . Były one zakazane w Stanach Zjednoczonych, gdzie okrągłe lampy były wymagane do 1975 roku. Inna wczesna koncepcja stylizacji reflektorów obejmowała konwencjonalne okrągłe lampy wtopione w nadwozie samochodu z aerodynamicznymi szklanymi osłonami, takimi jak te w Jaguarze E-Type z 1961 r. i przed 1967 r. VW Garbusy .

Stylizacja reflektorów w Stanach Zjednoczonych, 1940-1983

Projekt reflektorów w USA zmienił się bardzo niewiele od 1940 do 1983 roku.

W 1940 r. konsorcjum państwowych administratorów pojazdów silnikowych ujednolicło system dwóch 7-calowych (178 mm) okrągłych reflektorów z uszczelnioną belką we wszystkich pojazdach – jedyny system dozwolony przez 17 lat. Wymóg ten wyeliminował problem zmatowienia odbłyśników poprzez uszczelnienie ich razem z żarówkami. Ułatwiło to również kierowanie wiązek reflektorów i wyeliminowało niestandardowe żarówki i lampy.

Tucker 48 obejmował definiującą „Cyklop oczu” cechę: trzeci centralnie zamontowany reflektor połączony z układem kierowniczym pojazdu. Świeciło się tylko wtedy, gdy kierownica była przesunięta o więcej niż dziesięć stopni od środka, a światła drogowe były włączone.

System czterech okrągłych lamp zamiast dwóch, jednej wysokiej/niskiej i jednej drogowej 5+3 / 4  na (146 mm) zamkniętej wiązki na każdym boku pojazdu, została wprowadzona na około 1957 modeli Cadillac, Chr, DeSoto i Nash w stanach, które pozwoliły nowego systemu. Oddzielne światła mijania i drogowe wyeliminowały potrzebę kompromisów w konstrukcji soczewki i rozmieszczeniu żarnika wymaganego w jednym urządzeniu. Inne samochody poszły w ich ślady, gdy wszystkie stany zezwoliły na nowe lampy przedwprowadzeniem na rynek modeli z 1958 roku. System czterech lamp pozwolił na większą elastyczność projektowania i poprawił działanie świateł mijania i drogowych. Styliści samochodów, tacy jak Virgil Exner, przeprowadzili badania projektowe ze światłami mijania w ich konwencjonalnym miejscu zaburtowym, a światłami drogowymi ułożonymi pionowo w środkowej linii samochodu, ale żadne takie projekty nie trafiły do ​​masowej produkcji.

Przykładowe rozmieszczenie obejmuje ustawienie dwóch reflektorów z każdej strony, ze światłami mijania nad światłami drogowymi. Nash Ambasador stosować ten układ w roku modelowym 1957. Pontiac używał tego projektu począwszy od roku modelowego 1963; American Motors , Ford , Cadillac i Chrysler podążyli za nimi dwa lata później. Również w roku modelowym 1965 Buick Riviera miał chowane reflektory piętrowe. Różne modele Mercedesa sprzedawane w Ameryce wykorzystywały ten układ, ponieważ ich reflektory z wymiennymi żarówkami na rynku krajowym były nielegalne w USA.

Pod koniec lat 50. i na początku lat 60. niektóre samochody Lincoln , Buick i Chrysler miały reflektory ustawione ukośnie z lampami mijania na zewnątrz i nad lampami drogowymi. Brytyjskie samochody, w tym Gordon-Keeble , Jensen CV8 , Triumph Vitesse i Bentley S3 Continental również używały takiego układu.

W 1968 r. nowo wprowadzony federalny standard bezpieczeństwa pojazdów silnikowych 108 wymagał, aby wszystkie pojazdy były wyposażone w system podwójnej lub poczwórnej, szczelnej wiązki reflektorów i zabronił stosowania jakichkolwiek elementów dekoracyjnych lub ochronnych przed reflektorem roboczym. Pokryte szkłem reflektory, takie jak te stosowane w Jaguarze E-Type , VW Beetle sprzed 1968 roku , modelach Chrysler i Imperial z 1965 roku , Porsche 356 , Citroën DS i Ferrari Daytona nie były już dozwolone, a pojazdy musiały być wyposażone w nieosłonięte reflektory rynek amerykański. Utrudniło to pojazdom z konfiguracjami reflektorów zaprojektowanymi pod kątem dobrych osiągów aerodynamicznych osiągnięcie tego w konfiguracjach dostępnych na rynku amerykańskim.

FMVSS 108 został zmieniony w 1974 roku, aby umożliwić prostokątne reflektory z uszczelnioną wiązką. Pozwoliło to producentom na elastyczność w obniżaniu masek w nowych samochodach. Mogą być one umieszczone w szykach poziomych lub w parach ułożonych pionowo. Tak jak poprzednio w przypadku lamp okrągłych, Stany Zjednoczone zezwoliły tylko na dwa znormalizowane rozmiary prostokątnych lamp o zamkniętej wiązce: system dwóch jednostek świateł drogowych/mijania 200 x 142 mm (7,9 x 5,6 cala) odpowiadających istniejącemu okrągłemu formatowi 7 cali, lub system czterech jednostek 165 o 100 mm (6,5 o 3,9 cala), dwóch wysokiej/niskiej i dwóch wysokiej belki. odpowiadające istniejącej 5+ Okrągły format 3 ⁄ 4 cale (146 mm).

Prostokątny projekt reflektorów stał się tak powszechny w amerykańskich samochodach, że do 1979 r. tylko kilka modeli nadal je wykorzystywało.

Międzynarodowa stylizacja reflektorów, 1983–obecnie

W 1983 r., na podstawie petycji Ford Motor Company z 1981 r., amerykańskie przepisy dotyczące reflektorów zostały zmienione, aby umożliwić stosowanie wymiennych żarówek o niestandardowym kształcie architektonicznych reflektorów z aerodynamicznymi soczewkami, które po raz pierwszy mogły być wykonane z twardego poliwęglanu . Pozwoliło to na pierwszy samochód na rynku amerykańskim od 1939 roku z wymiennymi żarówkami: Lincoln Mark VII z 1984 roku . Te reflektory kompozytowe były czasami określane jako reflektory „Euro”, ponieważ reflektory aerodynamiczne były powszechne w Europie. Choć koncepcyjnie podobne do europejskich reflektorów o niestandardowym kształcie i konstrukcji z wymiennymi żarówkami, reflektory te są zgodne z projektem, konstrukcją i specyfikacjami osiągów amerykańskiego federalnego standardu bezpieczeństwa pojazdów silnikowych 108, a nie z umiędzynarodowionymi europejskimi normami bezpieczeństwa stosowanymi poza Ameryką Północną. Niemniej jednak ta zmiana przepisów amerykańskich umożliwiła stylizację reflektorów na rynku amerykańskim zbliżoną do tej w Europie.

Ukryte reflektory

Ukryte czołówki zostały wprowadzone w 1936 roku na Cord 810/812 . Były zamontowane w przednich błotnikach, które były gładkie, dopóki operator nie wykręcił świateł – każdy z własną małą korbą zamontowaną na desce rozdzielczej. Wspomagały aerodynamikę, gdy reflektory nie były używane i należały do ​​charakterystycznych cech konstrukcyjnych Corda.

Później ukryte reflektory wymagają jednego lub więcej sterowanych próżniowo serwomechanizmów i zbiorników wraz z hydrauliką i łącznikami lub silników elektrycznych , przekładni i łączników, aby podnieść lampy do dokładnej pozycji, aby zapewnić prawidłowe celowanie pomimo lodu, śniegu i wieku. Niektóre projekty ukrytych reflektorów, takie jak te w Saabie Sonett III, wykorzystywały mechaniczne połączenie obsługiwane dźwignią do podnoszenia reflektorów na miejsce.

W latach 60. i 70. wiele znaczących samochodów sportowych korzystało z tej funkcji, np. Chevrolet Corvette (C3) , Ferrari Berlinetta Boxer i Lamborghini Countach, ponieważ pozwalały na niskie linie maski, ale podniosły światła do wymaganej wysokości, ale od 2004 r. nie ma nowoczesnej objętości. W produkowanych modelach samochodów stosowane są ukryte reflektory, ponieważ stwarzają one trudności w przestrzeganiu przepisów dotyczących ochrony pieszych dodanych do międzynarodowych przepisów bezpieczeństwa samochodowego dotyczących wypukłości na karoserii, aby zminimalizować obrażenia pieszych potrąconych przez samochody.

Niektóre ukryte reflektory same w sobie nie poruszają się, lecz są zasłonięte, gdy nie są używane, panelami zaprojektowanymi tak, aby wtapiać się w stylistykę samochodu. Gdy lampy są włączone, osłony odchylają się, zwykle w dół lub w górę, na przykład w Jaguarze XJ220 z 1992 roku . Mechanizm drzwi może być uruchamiany za pomocą pojemników próżniowych , jak w niektórych pojazdach Forda od końca lat 60. do wczesnych lat 80., takich jak Mercury Cougar z lat 1967-1970 , lub za pomocą silnika elektrycznego, jak w różnych produktach Chryslera z połowy lat 60. do późnych lat 70., takich jak Dodge Charger z lat 1966–1967 .

Regulamin i wymagania

Nowoczesne reflektory są sterowane elektrycznie, umieszczone parami, po jednym lub dwóch z każdej strony przedniej części pojazdu. Układ reflektorów jest wymagany do wytwarzania świateł mijania i świateł drogowych, które mogą być emitowane przez wiele par świateł jednowiązkowych lub przez parę świateł dwuwiązkowych lub kombinację świateł jednowiązkowych i dwuwiązkowych. Światła drogowe rzucają większość światła na wprost, maksymalizując odległość widzenia, ale wytwarzając zbyt dużo oślepiania, aby można było bezpiecznie korzystać z innych pojazdów na drodze. Ponieważ nie ma specjalnej kontroli światła w górę, wysokiej belki również przyczyną backdazzle z mgły , deszczu i śniegu dzięki odblaskowości wody kropelki . Światła mijania mają ściślejszą kontrolę nad światłem skierowanym w górę i kierują większość swojego światła w dół i albo w prawo (w krajach o ruchu prawostronnym) albo w lewo (w krajach o ruchu lewostronnym), aby zapewnić widoczność do przodu bez nadmiernego oślepiania lub oślepiania.

Światła mijania

Światła mijania/mijania ECE

Asymetryczne oświetlenie nawierzchni jezdni światłami mijania – pokazano światło dla ruchu prawostronnego

Reflektory świateł mijania (mijania, światła mijania, światła pozycyjne) zapewniają rozsył światła zaprojektowany w celu zapewnienia oświetlenia przedniego i bocznego, z ograniczeniami światła skierowanymi w kierunku oczu innych użytkowników drogi w celu kontrolowania olśnienia. Ta wiązka jest przeznaczona do użytku, gdy z przodu znajdują się inne pojazdy, zarówno nadjeżdżające z przeciwka, jak i wyprzedzane.

Międzynarodowe przepisy ECE dotyczące reflektorów żarowych i reflektorów wyładowczych o dużej intensywności określają wiązkę o ostrym, asymetrycznym odcięciu, zapobiegającą wpadaniu znacznej ilości światła w oczy kierowców poprzedzających lub nadjeżdżających z naprzeciwka samochodów. Kontrola olśnienia jest mniej rygorystyczna w północnoamerykańskim standardzie wiązki SAE zawartym w FMVSS / CMVSS 108 .

Światła drogowe

ECE światła drogowe/drogowe

Symetryczne oświetlenie wiązką drogową nawierzchni drogi

Światła drogowe (światła drogowe, drogowe, drogowe) zapewniają jasny, centralnie ważony rozsył światła bez szczególnej kontroli światła skierowanego na oczy innych użytkowników drogi. W związku z tym nadają się do użytku tylko w samotności na drodze, ponieważ emitowane przez nie światło oślepi innych kierowców.

Międzynarodowe przepisy ECE zezwalają na używanie reflektorów świateł drogowych o większej intensywności niż jest to dozwolone na mocy przepisów północnoamerykańskich .

Zgodność z kierunkowością ruchu

Większość reflektorów świateł mijania jest specjalnie zaprojektowana do użytku tylko po jednej stronie drogi . Reflektory do użytku w krajach o ruchu lewostronnym mają światła mijania, które „schylają się w lewo”; światło jest rozprowadzane z nachyleniem w dół/w lewo, aby pokazać kierowcy drogę i znaki z przodu bez oślepiania nadjeżdżających pojazdów. Reflektory dla krajów o ruchu prawostronnym mają światła mijania, które „spadają w prawo”, a większość ich światła jest skierowana w dół/w prawo.

W Europie, podczas prowadzenia pojazdu z reflektorami dla ruchu prawostronnego w kraju o ruchu lewostronnym lub odwrotnie przez ograniczony czas (na przykład na wakacjach lub w tranzycie), prawnie wymagane jest tymczasowe ustawienie reflektorów, aby nie działały prawidłowo. -Rozsył światła bocznego nie oślepia nadjeżdżających kierowców. Można to osiągnąć za pomocą metod obejmujących przyklejanie nieprzezroczystych naklejek lub soczewek pryzmatycznych do wyznaczonej części soczewki. Niektóre reflektory typu projektorowego mogą być wykonane tak, aby wytwarzały właściwy lewy lub prawy strumień światła, przesuwając dźwignię lub inny ruchomy element w lub na zespole lampy. Wiele wolframowych (przed-halogenowych) żarówek zgodnych z europejskim kodem produkowanych we Francji przez Cibié, Marchal i Ducellier można było dostosować do emitowania światła mijania dla ruchu lewo- lub prawostronnego za pomocą dwupozycyjnej oprawki żarówki.

Ponieważ reflektory umieszczone po niewłaściwej stronie drogi oślepiają nadjeżdżających kierowców i nie oświetlają odpowiednio drogi kierowcy, a paski zaciemniające i samoprzylepne soczewki pryzmatyczne zmniejszają poziom bezpieczeństwa reflektorów, w niektórych krajach wymaga się, aby wszystkie pojazdy zarejestrowane lub użytkowane na stałe lub częściowo na stałe w kraju wyposażone w reflektory przystosowane do prawidłowej obsługi ruchu. Właściciele pojazdów z Ameryki Północnej czasami prywatnie importują i instalują reflektory na rynku japońskim (JDM) w swoich samochodach w błędnym przekonaniu, że wydajność wiązki będzie lepsza, podczas gdy w rzeczywistości takie niewłaściwe zastosowanie jest dość niebezpieczne i nielegalne.

Adekwatność

Stwierdzono, że reflektory pojazdu nie są w stanie oświetlić pewnej odległości przed pojazdem przy prędkościach powyżej 60 km/h (40 mph). Jazda w nocy z większą prędkością może być niebezpieczna, a w niektórych miejscach nielegalna.

Używaj w ciągu dnia

Niektóre kraje wymagają, aby samochody były wyposażone w światła do jazdy dziennej (DRL), aby zwiększyć widoczność pojazdów w ruchu w ciągu dnia. Przepisy regionalne regulują sposób realizacji funkcji DRL. W Kanadzie funkcja DRL wymagana w pojazdach produkowanych lub importowanych od 1990 roku może być realizowana przez reflektory, światła przeciwmgielne , stałe działanie przednich kierunkowskazów lub specjalne światła do jazdy dziennej. Funkcjonalnie dedykowane światła do jazdy dziennej bez reflektorów są wymagane we wszystkich nowych samochodach sprzedawanych po raz pierwszy w Unii Europejskiej od lutego 2011 r. Oprócz UE i Kanady do krajów wymagających DRL należą Albania, Argentyna, Bośnia i Hercegowina, Kolumbia sierpnia 2011), Islandia, Izrael, Macedonia, Norwegia, Mołdawia, Rosja, Serbia i Urugwaj.

Budowa, wydajność i cel

Na świecie obowiązują dwa różne standardy rozsyłu wiązki światła i konstrukcji reflektorów: norma ECE , która jest dozwolona lub wymagana w praktycznie wszystkich krajach uprzemysłowionych z wyjątkiem Stanów Zjednoczonych, oraz norma SAE, która jest obowiązkowa tylko w Stanach Zjednoczonych. W Japonii wcześniej obowiązywały przepisy dotyczące oświetlenia podobne do standardów amerykańskich, ale dla lewej strony drogi. Jednak Japonia przestrzega teraz normy ECE. Różnice między standardami SAE i ECE dotyczą przede wszystkim dozwolonego olśnienia w kierunku innych kierowców na światłach mijania (SAE dopuszcza znacznie więcej olśnienia), minimalnej ilości światła wymaganej do rzucenia prosto w dół drogi (SAE wymaga więcej), oraz konkretne miejsca w obrębie wiązki, w których określone są minimalne i maksymalne poziomy światła.

Światła mijania ECE charakteryzują się wyraźną poziomą linią „odcięcia” w górnej części belki. Poniżej linia jest jasna, a powyżej ciemna. Po stronie wiązki skierowanej w kierunku przeciwnym do nadjeżdżających pojazdów (po prawej w krajach o ruchu prawostronnym, w lewo w krajach o ruchu lewostronnym), odcięcie omiata lub podchodzi do góry, kierując światło na znaki drogowe i pieszych. Światła mijania SAE mogą, ale nie muszą mieć odcięcia, a jeśli występuje odcięcie, może być dwóch różnych ogólnych typów: VOL , który jest koncepcyjnie podobny do wiązki ECE, ponieważ odcięcie znajduje się u góry po lewej stronie belki i wycelowane nieco poniżej poziomu, lub VOR , którego odcięcie znajduje się na górze po prawej stronie belki i jest wycelowane w horyzont.

Zwolennicy każdego systemu reflektorów potępiają drugi jako nieodpowiedni i niebezpieczny: amerykańscy zwolennicy systemu SAE twierdzą, że odcięcie świateł mijania ECE zapewnia krótkie odległości widzenia i nieodpowiednie oświetlenie dla znaków drogowych nad głową, podczas gdy międzynarodowi zwolennicy systemu ECE twierdzą, że system SAE wytwarza zbyt dużo blasku. Badania porównawcze wielokrotnie wykazały, że belki SAE lub ECE mają niewielkie lub żadne ogólne korzyści w zakresie bezpieczeństwa; Akceptacja i odrzucenie tych dwóch systemów przez różne kraje zależy przede wszystkim od tego, który system jest już używany.

W Ameryce Północnej projektowanie, działanie i instalacja wszystkich urządzeń oświetleniowych pojazdów silnikowych są regulowane przez federalną i kanadyjską normę bezpieczeństwa pojazdów silnikowych 108 , która zawiera normy techniczne SAE . W innych częściach świata umiędzynarodowione przepisy ECE obowiązują albo przez odniesienie, albo przez włączenie do kodeksów pojazdów w poszczególnych krajach.

Amerykańskie przepisy wymagały stosowania reflektorów z uszczelnioną wiązką we wszystkich pojazdach w latach 1940-1983, a inne kraje, takie jak Japonia, Wielka Brytania i Australia, również szeroko wykorzystywały uszczelnione belki. W większości innych krajów, a od 1984 r. w USA przeważają reflektory z wymiennymi żarówkami.

Reflektory muszą być ustawione we właściwym kierunku. Przepisy dotyczące celu różnią się w zależności od kraju oraz od specyfikacji wiązki do specyfikacji wiązki. W USA standardowe reflektory SAE są kierowane bez względu na wysokość mocowania reflektora. Daje to pojazdom z wysoko zamontowanymi reflektorami większą odległość widzenia, kosztem zwiększonego olśnienia kierowców w niższych pojazdach. Z kolei kąt ustawienia reflektorów ECE jest powiązany z wysokością mocowania reflektorów, aby zapewnić wszystkim pojazdom mniej więcej równą odległość widzenia i mniej więcej równe odblaski wszystkim kierowcom.

Jasny kolor

biały

Reflektory są generalnie wymagane do wytwarzania białego światła, zgodnie z normami ECE i SAE. Rozporządzenie ECE 48 obecnie wymaga, aby nowe pojazdy były wyposażone w reflektory emitujące białe światło. Różne technologie reflektorów wytwarzają różne charakterystyczne rodzaje białego światła; specyfikacja bieli jest dość duża i pozwala na szeroki zakres widocznych barw od ciepłej bieli (z odcieniem brązowo-pomarańczowo-bursztynowo-żółtym) do bieli zimnej (z odcieniem niebiesko-fioletowym).

Selektywny żółty

Poprzednie przepisy ECE dopuszczały również selektywne żółte światło. Eksperyment badawczy przeprowadzony w Wielkiej Brytanii w 1968 r. przy użyciu lamp wolframowych (niehalogenowych) wykazał, że ostrość wzroku jest o około 3% lepsza w przypadku selektywnych żółtych reflektorów niż w przypadku białych o tej samej intensywności. Badania przeprowadzone w Holandii w 1976 r. wykazały, że żółte i białe reflektory są równoważne pod względem bezpieczeństwa ruchu drogowego, chociaż żółte światło powoduje mniej uciążliwego olśnienia niż światło białe. Naukowcy zauważają, że lampy z żarnikiem wolframowym emitują tylko niewielką ilość światła niebieskiego blokowanego przez selektywnie żółty filtr, więc taka filtracja powoduje jedynie niewielką różnicę w charakterystyce strumienia świetlnego i sugerują, że reflektory wykorzystujące nowsze rodzaje źródeł, takie jak Żarówki metalohalogenkowe (HID) mogą, poprzez filtrację, emitować mniej rozpraszające wizualnie światło, a jednocześnie mają większy strumień świetlny niż żarówki halogenowe.

Selektywne żółte reflektory nie są już powszechne, ale są dozwolone w różnych krajach w całej Europie, a także w lokalizacjach pozaeuropejskich, takich jak Korea Południowa, Japonia i Nowa Zelandia. W Islandii żółte reflektory są dozwolone, a przepisy dotyczące pojazdów w Monako nadal oficjalnie wymagają selektywnego żółtego światła ze wszystkich świateł mijania i drogowych oraz świateł przeciwmgielnych, jeśli są obecne.

We Francji ustawa uchwalona w listopadzie 1936 r. na podstawie opinii Centralnej Komisji ds. Samochodu i Ruchu Generalnego wymagała zamontowania selektywnych żółtych reflektorów. Mandat dla żółtych reflektorów został wprowadzony w celu zmniejszenia zmęczenia kierowcy spowodowanego nieprzyjemnym odblaskiem . Wymóg początkowo dotyczył pojazdów zarejestrowanych do ruchu drogowego po kwietniu 1937 r., ale miał objąć wszystkie pojazdy poprzez doposażenie starszych pojazdów w selektywne żółte światła od początku 1939 r. Późniejsze etapy wdrażania zostały przerwane we wrześniu 1939 r. przez wybuch wojny .

Francuski mandat dotyczący żółtego światła opierał się na obserwacjach Francuskiej Akademii Nauk z 1934 r., kiedy Akademia odnotowała, że ​​selektywne żółte światło było mniej oślepiające niż światło białe i że we mgle światło rozpraszało się mniej niż zielone lub niebieskie światło. Żółte światło uzyskano przez odcień żółtego szkła na żarówkę lub soczewkę reflektora, żółtą powłokę na bezbarwnej żarówce, soczewce lub odbłyśniku lub żółty filtr między żarówką a soczewką. Straty filtracyjne zmniejszyły natężenie emitowanego światła o około 18 procent, co mogło przyczynić się do zmniejszenia olśnienia.

Mandat obowiązywał do grudnia 1992 r., więc przez wiele lat żółte przednie reflektory wizualnie oznaczały samochody zarejestrowane we Francji, gdziekolwiek były widziane, chociaż niektórzy francuscy kierowcy podobno przerzucili się na białe przednie reflektory pomimo wymogu posiadania żółtych.

Wymóg został skrytykowany jako bariera handlowa w sektorze motoryzacyjnym; Francuski polityk Jean-Claude Martinez określił to jako prawo protekcjonistyczne .

Formalne badania wykazały w najlepszym razie niewielką poprawę ostrości wzroku dzięki żółtym, a nie białym reflektorom, a francuski producent samochodów Peugeot oszacował, że białe reflektory emitują od 20 do 30 procent więcej światła – choć bez wyjaśnienia, dlaczego te szacunki były większe niż 15 do 18 % wartości zmierzonej w formalnych badaniach — i chcieli, aby kierowcy ich samochodów mogli czerpać korzyści z dodatkowego oświetlenia. Mówiąc bardziej ogólnie, przepisy techniczne dotyczące pojazdów obowiązujące w poszczególnych krajach w Europie uważano za kosztowną uciążliwość. W ankiecie opublikowanej w 1988 roku producenci samochodów udzielili szeregu odpowiedzi na pytanie, ile kosztuje dostarczenie samochodu z żółtymi reflektorami dla Francji. General Motors i Lotus powiedziały, że nie ma dodatkowych kosztów, Rover powiedział, że dodatkowe koszty są marginalne, a Volkswagen powiedział, że żółte reflektory dodały 28 marek niemieckich do kosztów produkcji pojazdu. Zajęcie się francuskim wymogiem dotyczącym żółtych świateł (wśród innych wymogów dotyczących oświetlenia w poszczególnych krajach) podjęto w ramach wysiłków na rzecz wspólnych standardów technicznych pojazdów w całej Wspólnocie Europejskiej . Przepis w Dyrektywie Rady UE 91/663 z dnia 10 grudnia 1991 r. określał białe reflektory dla wszystkich nowych homologacji typu pojazdów udzielonych przez KE po 1 stycznia 1993 r. i stanowił, że od tej daty państwa członkowskie WE (później UE) nie będą zezwolono na odmowę wjazdu pojazdowi spełniającemu normy oświetleniowe zawarte w zmienionym dokumencie – dzięki czemu Francja nie będzie już mogła odmówić wjazdu pojazdowi z białymi reflektorami. Dyrektywa została przyjęta jednogłośnie przez Radę, a więc głosem Francji.

Chociaż nie są już wymagane we Francji, selektywne żółte reflektory pozostają tam legalne; obecne rozporządzenie stanowi, że „każdy pojazd silnikowy musi być wyposażony z przodu w dwa lub cztery światła, tworzące w kierunku do przodu selektywne żółte lub białe światło umożliwiające skuteczne oświetlenie drogi w nocy na odległość, w jasnych warunkach, o 100 metrów".

Systemy optyczne

Optyka soczewki, widok z boku. Światło jest rozpraszane pionowo (pokazano) i bocznie (nie pokazano).

Reflektor 7 cali (180 mm) z okrągłą, szczelną wiązką z optyką soczewkową w modelu Jaguar E . Flety i pryzmaty rozprowadzają i rozprowadzają światło zbierane przez odbłyśnik.

Lampy reflektorowe

Optyka obiektywu

Źródło światła ( włókno lub łuk) umieszcza się w ognisku reflektora lub w jego pobliżu, który może mieć paraboliczny lub złożony nieparaboliczny kształt. Optyka Fresnela i pryzmat uformowana w soczewce reflektora załamuje (przesuwa) część światła w bok i w pionie, aby zapewnić wymagany rozkład światła. Większość reflektorów o zamkniętej wiązce ma optykę soczewkową.

Optyka reflektora

Optyka odbłyśnika, widok z boku

Reflektor-optyczny reflektor w Jeepie Liberty . Przezroczysta przednia szybka osłonowa pełni jedynie funkcję ochronną.

Począwszy od lat 80. reflektory reflektorów zaczęły ewoluować poza prostą wytłoczoną stalową parabolę . Austin Maestro z 1983 roku był pierwszym pojazdem wyposażonym w homofokalne reflektory Lucasa-Carello , które składały się z parabolicznych sekcji o różnej ogniskowej w celu poprawy wydajności zbierania i dystrybucji światła. Technologia CAD umożliwiła opracowanie reflektorów reflektorowych z nieparabolicznymi reflektorami o złożonym kształcie. Po raz pierwszy wprowadzone na rynek przez Valeo pod marką Cibié, reflektory te zrewolucjonizują projektowanie samochodów.

Amerykańskie samochody bliźniacze Dodge Monaco/Eagle Premier z 1987 roku i europejski Citroën XM były pierwszymi samochodami wyposażonymi w złożone reflektory przednie z fasetowanymi soczewkami optycznymi. General Motors ' Guide Lamp Division w Ameryce eksperymentował z lampami z przezroczystymi soczewkami zespolonymi we wczesnych latach 70-tych i osiągnął obiecujące wyniki, ale na rynku amerykańskim 1990 Honda Accord jako pierwsza wprowadziła wieloreflektorowe reflektory z przezroczystymi soczewkami; zostały one opracowane przez Stanleya w Japonii.

Optyka do rozprowadzania światła w pożądany wzór jest zaprojektowana w samym odbłyśniku, a nie w soczewce. W zależności od narzędzi rozwojowych i stosowanych technik, odbłyśnik może być zaprojektowany od początku jako kształt na zamówienie lub może zacząć się jako parabola zastępująca rozmiar i kształt gotowego opakowania. W tym ostatnim przypadku cała powierzchnia jest modyfikowana tak, aby wytworzyć poszczególne segmenty o specjalnie obliczonych, skomplikowanych konturach. Kształt każdego segmentu jest zaprojektowany w taki sposób, aby ich skumulowany efekt zapewniał wymagany rozkład światła.

Nowoczesne odbłyśniki są zwykle wykonane z formowanego ciśnieniowo lub formowanego wtryskowo tworzywa sztucznego , chociaż istnieją również szklane i metalowe odbłyśniki optyczne. Odblaskowa powierzchnia to naparowane aluminium z przezroczystą powłoką zapobiegającą utlenianiu się niezwykle cienkiego aluminium. Podczas projektowania i produkcji złożonych reflektorów muszą być zachowane bardzo wąskie tolerancje.

Reflektory reflektorowe dwuwiązkowe

Noc jazdy jest trudna i niebezpieczna z powodu oślepiającego blasku reflektorów z nadjeżdżających pojazdów. Od dawna poszukiwano reflektorów, które w zadowalający sposób oświetlają drogę przed nami, nie powodując oślepiania. Pierwsze rozwiązania obejmowały obwody ściemniające typu rezystancyjnego, które zmniejszały intensywność reflektorów. To zaowocowało uchylnymi reflektorami, a później żarówkami dwuwłóknowymi o wysokiej i niskiej wiązce.

W reflektorze dwuwłóknowym może być tylko jeden żarnik dokładnie w ognisku reflektora. Istnieją dwa podstawowe sposoby wytwarzania dwóch różnych wiązek z dwuwłóknowej żarówki w jednym reflektorze.

System amerykański

Jeden żarnik znajduje się w ognisku reflektora. Drugi żarnik jest przesunięty osiowo i promieniowo od ogniska. W większości dwuwłóknowych zamkniętych belek oraz w wymiennych żarówkach dwuwłóknowych typu 9004, 9007 i H13 żarnik świateł drogowych znajduje się w punkcie ogniskowym, a żarnik mijania jest nieostry. Do użytku w krajach o ruchu prawostronnym żarnik świateł mijania jest umieszczony nieco w górę, z przodu i na lewo od ogniska, dzięki czemu po włączeniu wiązka jest poszerzana i przesuwana nieco w dół i w prawo od osi reflektora. Żarówki z włóknem poprzecznym, takie jak 9004, mogą być używane tylko z żarnikiem poziomym, ale żarówki z włóknem osiowym mogą być obracane lub „taktowane” przez projektanta reflektorów, aby zoptymalizować rozkład wiązki lub wpłynąć na ruchliwość świateł mijania. Ten ostatni jest osiągany przez taktowanie żarnika mijania w pozycji skierowanej w górę do przodu-lewo, aby wytworzyć wiązkę mijania dla ruchu w prawo, lub w pozycji skierowanej w górę-przód-prawo, aby wytworzyć wiązkę mijania dla ruchu w lewo.

Odwrotna taktyka została również zastosowana w niektórych belkach dwuwłókienkowych. Umieszczenie żarnika świateł mijania w punkcie ogniskowym w celu zmaksymalizowania odbioru światła przez odbłyśnik i ustawienie żarnika świateł drogowych nieco do tyłu-prawo-w dół od punktu ogniskowego. Względne przesunięcie kierunkowe między dwiema wiązkami jest takie samo w przypadku obu technik – w kraju o ruchu prawostronnym światła mijania są skierowane nieco w dół w prawo, a światła drogowe są nieco w górę w lewo względem siebie – ale optyka soczewki musi być dopasowane do wybranych rozmieszczeń filamentu.

system europejski

Tradycyjna europejska metoda uzyskiwania świateł mijania i długich z jednej żarówki obejmuje dwa włókna wzdłuż osi odbłyśnika. Żarnik świateł drogowych znajduje się w ognisku, natomiast żarnik świateł mijania znajduje się około 1 cm przed ogniskiem i 3 mm powyżej osi. Poniżej żarnika świateł mijania znajduje się osłona w kształcie miseczki (zwana „ osłoną Gravesa ”) obejmująca łuk 165°. Gdy żarnik światła mijania jest oświetlony, osłona rzuca cień na odpowiedni dolny obszar reflektora, blokując skierowane w dół promienie światła, które w przeciwnym razie padłyby na reflektor i byłyby rzucane ponad horyzont. Żarówka jest obracana (lub „taktowana”) w reflektorze, aby ustawić osłonę Gravesa w taki sposób, aby światło padło na 15° klin w dolnej połowie reflektora. Służy do tworzenia charakterystyki w górę lub w górę w przypadku rozsyłów światła mijania ECE . Obrotowa pozycja żarówki w odbłyśniku zależy od rodzaju wytwarzanego wzoru wiązki i kierunku ruchu na rynku, dla którego przeznaczony jest reflektor.

System ten został po raz pierwszy użyty z żarówką wolframową Bilux/Duplo R2 z 1954 roku, a później z żarówką halogenową H4 z 1971 roku. określone tolerancje produkcyjne. Są one fizycznie i elektrycznie wymienne z żarówkami H4. Stosowane są podobne techniki optyczne, ale z inną optyką odbłyśnika lub soczewki, aby stworzyć wzór wiązki w USA, a nie w Europie.

Każdy system ma swoje zalety i wady. System amerykański historycznie zezwalał na większą ogólną ilość światła w zakresie świateł mijania, ponieważ używany jest cały obszar odbłyśnika i soczewki, ale jednocześnie system amerykański tradycyjnie oferował znacznie mniejszą kontrolę nad światłem skierowanym w górę, które powoduje olśnienie, a dla ten powód został w dużej mierze odrzucony poza Stanami Zjednoczonymi. Dodatkowo amerykański system utrudnia tworzenie wyraźnie różnych rozsyłów światła dolnego i drogowego. Światła drogowe to zazwyczaj przybliżona kopia świateł mijania, przesunięta nieco w górę i w lewo. Europejski system tradycyjnie produkował światła mijania zawierające mniej światła ogólnego, ponieważ tylko 60% powierzchni odbłyśnika jest wykorzystywane do tworzenia świateł mijania. Łatwiej jednak osiągnąć skupienie światła mijania i kontrolę olśnienia. Ponadto dolne 40% odbłyśnika i soczewki są zarezerwowane dla formowania świateł drogowych, co ułatwia optymalizację zarówno świateł mijania, jak i świateł drogowych.

Zmiany w latach 90. i 2000.

Technologia złożonego odbłyśnika w połączeniu z nowymi konstrukcjami żarówek, takimi jak H13, umożliwia tworzenie wzorów świateł mijania i drogowych typu europejskiego bez użycia tarczy Graves Shield, podczas gdy żarówka H4 została zatwierdzona przez USA w 1992 r. 40% podziałek pola optycznego dla świateł mijania i długich, powszechnych w USA. Dlatego też różnica w aktywnym obszarze optycznym i całkowitej zawartości światła w wiązce nie musi już istnieć między wiązkami US i ECE. Reflektory dwuwiązkowe HID wykorzystujące technologię odbłyśnikową zostały wykonane przy użyciu adaptacji obu technik.

Lampy projektorowe (polielipsoidalne)

Optyka projektora, widok z boku

Reflektory projekcyjne w Mercedesie Klasy C

W systemie tym z włókien znajduje się w pewnym naciskiem wystąpienia elipsoidalny reflektor, i jest do skraplacza soczewki w przedniej lampy. Klosz znajduje się na płaszczyźnie obrazu, między odbłyśnikiem a soczewką, a rzut górnej krawędzi tego klosza zapewnia odcięcie świateł mijania. Kształt krawędzi klosza i jego dokładne położenie w układzie optycznym determinują kształt i ostrość odcięcia. Klosz może zostać obniżony za pomocą przegubu uruchamianego solenoidem, aby zapewnić światło mijania, i usunąć ze ścieżki światła dla świateł drogowych. Takie optyki znane są jako projektory BiXenon lub BiHalogen . Jeśli klosz odcinający jest zamocowany na ścieżce światła, wymagane są oddzielne światła drogowe. Soczewka kondensora może mieć delikatne pierścienie Fresnela lub inne obróbki powierzchni w celu zmniejszenia ostrości odcięcia. Nowoczesne soczewki kondensorowe zawierają funkcje optyczne zaprojektowane specjalnie w celu skierowania pewnej ilości światła w górę w kierunku miejsc odblaskowych znaków drogowych.

Hella wprowadziła optykę elipsoidalną do reflektorów acetylenowych w 1911 roku, ale po elektryfikacji oświetlenia pojazdów ta technika optyczna nie była używana przez wiele dziesięcioleci. Pierwszą nowoczesną, polielipsoidalną (projektorową) lampą samochodową była Super-Lite , dodatkowa lampa przednia produkowana we wspólnym przedsięwzięciu Chrysler Corporation i Sylvania i opcjonalnie instalowana w 1969 i 1970 roku w pełnowymiarowych samochodach Dodge . Zastosowano w nim 85-watową żarówkę z poprzecznym żarnikiem wolframowo-halogenowym i był przeznaczony jako belka środkowa, aby rozszerzyć zasięg belek mijania podczas jazdy na autostradzie, gdy same niskie belki były niewystarczające, ale wysokie belki powodowałyby nadmierne olśnienie.

Główne reflektory projekcyjne pojawiły się w 1981 roku w Audi Quartz, samochodzie koncepcyjnym zaprojektowanym przez Pininfarinę dla Geneva Auto Salon. Opracowany mniej więcej jednocześnie w Niemczech przez Hellę i Boscha oraz we Francji przez Cibié, projektor świateł mijania umożliwił dokładne skupienie wiązki i pakiet optyczny o znacznie mniejszej średnicy, choć znacznie głębszy, dla dowolnej wiązki wyjściowej. BMW serii 7 (E32) z 1986 roku było pierwszym seryjnie produkowanym samochodem, w którym zastosowano polielipsoidalne światła mijania. Główną wadą tego typu reflektorów jest konieczność dostosowania się do fizycznej głębokości montażu, która może sięgać daleko w głąb komory silnika.

Źródła światła

Wolfram

Pierwszym elektrycznym źródłem światła reflektorów był żarnik wolframowy , działający w próżni lub atmosferze gazu obojętnego wewnątrz żarówki reflektora lub zamkniętej wiązki. W porównaniu ze źródłami światła o nowszej technologii, żarniki wolframowe emitują niewielkie ilości światła w stosunku do pobieranej mocy. Również podczas normalnej pracy takich lamp wolfram wyparowuje z powierzchni żarnika i kondensuje na szkle żarówki, czerniąc ją. Zmniejsza to moc wyjściową żarnika i blokuje część światła, które przeszłoby przez nieczernioną żarówkę, chociaż czernienie było mniejszym problemem w zamkniętych wiązkach; ich duża powierzchnia wewnętrzna minimalizowała grubość nagromadzenia wolframu. Z tych powodów zwykłe żarniki wolframowe są prawie przestarzałe w serwisowaniu reflektorów samochodowych.

Wolfram-halogen

Wolframu fluorowca technologii (zwane także „kwarcowo-halogenowe”, „kwarcowo-jod”, „jodu cyklu”, itd.) Zwiększa efektywną świetlną skuteczność o wolframu włókna: przy pracy w podwyższonej temperaturze włókna, co skutkuje większą lumenów wyjściu W przeliczeniu na wat, lampa wolframowo-halogenowa ma znacznie dłuższą żywotność niż podobne żarniki działające bez cyklu regeneracji halogenu. Przy jednakowej jasności żarówki halogenowe mają również dłuższą żywotność. Projektowane w Europie halogenowe źródła światła są generalnie skonfigurowane tak, aby dostarczać więcej światła przy tym samym zużyciu energii, co ich odpowiedniki o niższej mocy ze zwykłego wolframu. W przeciwieństwie do tego, wiele projektów opartych na Stanach Zjednoczonych jest skonfigurowanych tak, aby zmniejszyć lub zminimalizować zużycie energii przy jednoczesnym utrzymaniu strumienia świetlnego powyżej minimalnych wymagań prawnych; Niektóre źródła światła w reflektorach wolframowo-halogenowych w USA wytwarzają mniej światła początkowego niż ich odpowiedniki bezhalogenowe. Niewielka teoretyczna oszczędność paliwa i zmniejszenie kosztów budowy pojazdu dzięki niższym wartościom przewodów i przełączników były deklarowanymi korzyściami, gdy amerykański przemysł po raz pierwszy wybrał sposób wdrożenia technologii wolframowo-halogenowej. Nastąpiła poprawa odległości widzenia dzięki amerykańskim halogenowym wiązkom drogowym, którym po raz pierwszy zezwolono na wyprodukowanie 150 000 kandeli (cd) na pojazd, dwukrotnie przekraczając limit bezhalogenowy wynoszący 75 000 cd, ale nadal znacznie przekraczający międzynarodowy limit europejski wynoszący 225 000 cd. Płyta CD. Po dopuszczeniu wymiennych żarówek halogenowych w amerykańskich reflektorach w 1983 r., rozwój amerykańskich żarówek nadal sprzyjał długiej żywotności żarówki i niskiemu zużyciu energii, podczas gdy projekty europejskie nadal stawiały na precyzję optyczną i maksymalną moc.

Lampy H1 był pierwszym wolframu halogenowe źródło światła reflektora. Został wprowadzony w 1962 roku przez konsorcjum europejskich producentów żarówek i reflektorów. Ta żarówka ma pojedynczy żarnik osiowy, który zużywa 55 watów przy 12,0 V i wytwarza 1550 lumenów ±15% przy pracy przy 13,2 V. H2 (55 W @ 12,0 V, 1820 lm @ 13,2 V), a następnie w 1964 r. żarnik H3 (55 W @ 12,0 V, 1450 lm ± 15%) w 1966 roku. H1 nadal znajduje szerokie zastosowanie w światłach mijania, światłach drogowych oraz pomocniczych światłach przeciwmgłowych i drogowych , podobnie jak H3. H2 nie jest już typem prądowym, ponieważ wymaga skomplikowanego interfejsu oprawki żarówki do lampy, ma krótką żywotność i jest trudny w obsłudze. Z tych powodów H2 został wycofany z rozporządzenia ECE 37 do użytku w nowych projektach lamp (chociaż żarówki H2 są nadal produkowane w celu wymiany w istniejących lampach), ale H1 i H3 pozostają aktualne i te dwie żarówki zostały zalegalizowane w Stanach Zjednoczonych w 1993 r. Nowsze konstrukcje żarówek jednowłóknowych obejmują H7 (55 W @ 12,0 V, 1500 lm ±10% @ 13,2 V), H8 (35 W @ 12,0 V, 800 lm ± 15% @ 13,2 V), H9 (65 W @ 12,0 V, 2100 lm ±10% @ 13,2 V) i H11 (55 W @ 12,0 V, 1350 lm ±10% @ 13,2 V). Wersje 24 V wielu typów żarówek są dostępne do użytku w ciężarówkach, autobusach i innych pojazdach komercyjnych i wojskowych.

H4 (60/55 W @ 12 V, 1650/1000 lm ±15% @ 13,2 V) została wypuszczona na rynek w 1971 roku i szybko stała się dominującym reflektorem. żarówki na całym świecie z wyjątkiem Stanów Zjednoczonych, gdzie H4 nadal nie jest legalny do użytku samochodowego. W 1989 roku Amerykanie stworzyli własny standard dla żarówki o nazwie HB2: prawie identyczny jak H4, z wyjątkiem bardziej rygorystycznych ograniczeń dotyczących geometrii żarnika i wariancji położenia oraz zużycia energii i mocy światła wyrażonej przy napięciu testowym w USA wynoszącym 12,8 V.

Pierwszą żarówką halogenową w USA, wprowadzoną w 1983 roku, była HB1/9004. Jest to 12,8-woltowa, poprzeczna konstrukcja z podwójnym włóknem, która wytwarza 700 lumenów na światłach mijania i 1200 lumenów na światłach drogowych. 9004 ma moc 65 watów (światła drogowe) i 45 watów (światła mijania) przy 12,8 woltach. Inne żarówki halogenowe zatwierdzone w USA to HB3 (65 W, 12,8 V), HB4 (55 W, 12,8 V) i HB5 (65/55 W, 12,8 V). Wszystkie żarówki zaprojektowane w Europie i zatwierdzone na arenie międzynarodowej oprócz H4 są obecnie dopuszczone do użytku w reflektorach spełniających wymagania USA.

Halogenowe odbicie podczerwieni (HIR)

Dalszy rozwój żarówki wolframowo-halogenowej ma powłokę dichroiczną, która przepuszcza światło widzialne i odbija promieniowanie podczerwone . Szkło w takiej bańce może być kuliste lub cylindryczne. Odbite promieniowanie podczerwone pada na włókno znajdujące się w środku bańki szklanej, nagrzewając włókno w stopniu większym niż można to osiągnąć za pomocą samego ogrzewania oporowego . Przegrzany żarnik emituje więcej światła bez wzrostu zużycia energii.

Wyładowanie o wysokiej intensywności (HID)

Lampy wyładowcze o dużej intensywności (HID) wytwarzają światło za pomocą łuku elektrycznego zamiast żarzącego się żarnika. Wysoka intensywność łuku pochodzi z soli metali, które są odparowywane w komorze łukowej. Lampy te mają wyższą skuteczność niż lampy wolframowe. Ze względu na zwiększoną ilość światła dostępnego z lamp HID w porównaniu z żarówkami halogenowymi, reflektory HID wytwarzające wiązkę o określonym kształcie mogą być mniejsze niż reflektory halogenowe wytwarzające porównywalny wzór wiązki. Alternatywnie można zachować większy rozmiar, w którym reflektor ksenonowy może generować mocniejszy wzór wiązki.

Samochodowe HID można nazwać „reflektorami ksenonowymi”, chociaż w rzeczywistości są to lampy metalohalogenkowe zawierające ksenon . Gaz ksenonowy pozwala lampom wytwarzać minimalnie wystarczające światło natychmiast po uruchomieniu i skraca czas rozruchu. Użycie argonu , jak to zwykle ma miejsce w lampach ulicznych i innych stacjonarnych lampach metalohalogenkowych, powoduje, że lampy potrzebują kilku minut, aby osiągnąć pełną moc.

Światło z reflektorów HID może wykazywać wyraźny niebieskawy odcień w porównaniu z reflektorami z żarnikiem wolframowym.

Modernizacja

Gdy reflektor halogenowy zostanie doposażony w żarówkę HID, rozsył światła i moc ulegają zmianie. W Stanach Zjednoczonych oświetlenie pojazdu niezgodne z normą FMVSS 108 nie jest dozwolone na ulicach. Pojawia się odblask, a homologacja lub certyfikacja typu reflektora traci ważność przy zmienionym rozsyle światła, więc w niektórych lokalizacjach reflektor nie jest już dopuszczony do ruchu ulicznego. W USA dostawcy, importerzy i sprzedawcy oferujący zestawy niezgodne z wymogami podlegają karom cywilnym. Do października 2004 r. NHTSA zbadała 24 dostawców i wszyscy doprowadzili do zakończenia sprzedaży lub wycofania.

W Europie i wielu krajach pozaeuropejskich stosujących przepisy ECE , nawet zaprojektowane jako takie reflektory HID muszą być wyposażone w systemy czyszczenia soczewek i automatyczne samopoziomowanie, z wyjątkiem motocykli. Systemy te są zwykle nieobecne w pojazdach, które nie są oryginalnie wyposażone w lampy HID.

Historia

W 1992 r. Hella i Bosch wyprodukowały pierwsze seryjne reflektory świateł mijania HID, począwszy od 1992 r., aby były dostępne jako opcja w BMW serii 7 . Ten pierwszy system wykorzystuje wbudowaną, niewymienną żarówkę bez szklanej osłony blokującej promieniowanie UV lub czułego na dotyk elektrycznego wyłącznika bezpieczeństwa, oznaczoną jako D1 – oznaczenie, które po latach zostanie poddane recyklingowi dla zupełnie innego typu lampy. Statecznik prądu przemiennego ma wielkość cegły budowlanej. W 1996 roku pierwszy amerykański wysiłek w zakresie reflektorów HID dotyczył modelu Lincoln Mark VIII z lat 1996-98 , w którym zastosowano reflektory z niezamaskowaną, integralną lampą zapłonową wyprodukowaną przez Sylvanię i oznaczoną jako Typ 9500 . Był to jedyny system działający na DC , ponieważ niezawodność okazała się gorsza od systemów AC. System Type 9500 nie był używany w żadnych innych modelach i został wycofany po przejęciu Sylvanii przez Osram w 1997 roku. Wszystkie reflektory HID na całym świecie używają obecnie znormalizowanych żarówek i stateczników zasilanych prądem zmiennym. W 1999 roku pierwszy na świecieBi-ksenonowe reflektory HID dla świateł mijania i drogowych zostały wprowadzone w Mercedes-Benz CL-Class .

Operacja

Żarówki reflektorów HID nie działają na prąd stały o niskim napięciu, dlatego wymagają statecznika z wewnętrznym lub zewnętrznym zapłonnikiem . Zapłonnik jest zintegrowany z żarówką w systemach D1 i D3 i stanowi albo oddzielną jednostkę, albo część statecznika w systemach D2 i D4. Statecznik kontroluje dopływ prądu do żarówki. Operacja zapłonu i balastu przebiega w trzech etapach:

1. Zapłon: impuls wysokiego napięcia jest używany do wytworzenia łuku elektrycznego – w sposób podobny do świecy zapłonowej – który jonizuje gaz ksenonowy, tworząc kanał przewodzący między elektrodami wolframowymi. Opór elektryczny w kanale jest zmniejszony, a prąd płynie między elektrodami.
2. Faza początkowa: żarówka jest napędzana z kontrolowanym przeciążeniem. Ponieważ łuk pracuje z dużą mocą, temperatura w kapsule szybko rośnie. Sole metali odparowują, a łuk jest intensyfikowany i spektralnie pełniejszy. Opór między elektrodami również spada; elektroniczny statecznik rejestruje to i automatycznie przełącza się na pracę ciągłą.
3. Praca ciągła: wszystkie sole metali znajdują się w fazie gazowej, łuk osiągnął stabilny kształt, a skuteczność świetlna osiągnęła wartość nominalną. Statecznik dostarcza teraz stabilne zasilanie elektryczne, więc łuk nie będzie migotał. Stabilne napięcie robocze wynosi 85 V AC w systemach D1 i D2, 42 V AC w ​​systemach D3 i D4. Częstotliwość prądu przemiennego o fali prostokątnej wynosi zwykle 400 Hz lub więcej.

Polecenie często znajduje się w pobliżu kierownicy, a na desce rozdzielczej pojawia się odpowiedni wskaźnik.

Rodzaje żarówek

Reflektory HID wytwarzają od 2800 do 3500 lumenów od 35 do 38 watów energii elektrycznej, podczas gdy żarówki halogenowe wytwarzają od 700 do 2100 lumenów od 40 do 72 watów przy napięciu 12,8 V.

Kategorie żarówek aktualnie produkowanych to D1S, D1R, D2S, D2R, D3S, D3R, D4S i D4R. D oznacza wyładowania , a liczba jest typem oznacznik. Ostatnia litera opisuje zewnętrzną tarczę. Łuk w żarówce reflektora HID generuje znaczne krótkofalowe światło ultrafioletowe (UV), ale żadne z nich nie wydostaje się z żarówki, ponieważ wokół jarznika żarówki znajduje się osłona z twardego szkła pochłaniająca promieniowanie UV. Jest to ważne, aby zapobiec degradacji elementów i materiałów wrażliwych na promieniowanie UV w reflektorach, takich jak soczewki poliwęglanowe i twarde powłoki reflektorów. Lampy „S” – D1S, D2S, D3S i D4S – mają gładką szklaną osłonę i są stosowane głównie w optyce projektorowej. Lampy typu „R” – D1R, D2R, D3R i D4R – przeznaczone są do stosowania w optyce reflektorowej reflektorowej. Posiadają nieprzezroczystą maskę zakrywającą określone części osłony, co ułatwia optyczne tworzenie granicy światło-ciemność (odcięcia) w pobliżu górnej części rozsyłu światła mijania. Samochodowe lampy HID emitują znaczne ilości światła bliskiego UV, pomimo osłony.

Kolor

Skorelowane temperatury barwowej w fabryce zainstalowany HID reflektorów samochodowych i wynosi od 4100K 5000K podczas gdy wolfram lampy halogenowe są 3000K do 3550K. Rozkładu mocy (SPD) z reflektora samochodowego HID jest nieciągła i spiczasty, podczas gdy SPD żarówki, podobnie jak słońce, to krzywa ciągła. Co więcej, wskaźnik oddawania barw (CRI) reflektorów wolframowo-halogenowych (98) jest znacznie bliższy znormalizowanemu światłu słonecznemu (100) niż w przypadku reflektorów HID (~75). Badania nie wykazały znaczącego wpływu na bezpieczeństwo tego stopnia zmienności CRI w oświetleniu głównym.

Zalety

Zwiększone bezpieczeństwo

Samochodowe lampy HID oferują około 3000 lumenów i 90 Mcd /m ^{2 w} porównaniu do 1400 lumenów i 30 Mcd/m ^{2 w przypadku} lamp halogenowych. W optyce czołówki zaprojektowanej do użytku z lampą HID wytwarza więcej użytecznego światła. Badania wykazały, że kierowcy szybciej i dokładniej reagują na przeszkody na drodze dzięki dobrym reflektorom HID niż reflektorom halogenowym. Dlatego dobre reflektory HID przyczyniają się do bezpieczeństwa jazdy. Przeciwnym argumentem jest to, że odblaski z reflektorów HID mogą zmniejszyć bezpieczeństwo ruchu, zakłócając wzrok innych kierowców.

Skuteczność i wydajność

Skuteczność świetlna jest miarą ilości wytwarzanego światła w porównaniu z ilością zużywanej energii. Lampy HID zapewniają wyższą skuteczność niż lampy halogenowe. Lampy halogenowe o najwyższej intensywności, H9 i HIR1, wytwarzają od 2100 do 2530 lumenów z około 70 watów przy 13,2 woltach. Żarówka D2S HID wytwarza 3200 lumenów z około 42 watów podczas stabilnej pracy. Mniejsze zużycie energii oznacza mniejsze zużycie paliwa, a co za tym idzie mniejszą emisję CO2 na pojazd wyposażony w oświetlenie HID (1,3 g/km przy założeniu, że 30% czasu pracy silnika przypada na włączone światła).

Długość życia

Średnia żywotność żarówki HID wynosi 2000 godzin, w porównaniu z 450-1000 godzinami żarówki halogenowej.

Niedogodności

Blask

Zgodnie z rozporządzeniem ECE 48 pojazdy wyposażone w reflektory HID (z wyjątkiem motocykli) muszą być również wyposażone w systemy czyszczenia soczewek reflektorów i automatyczną kontrolę poziomowania wiązki. Oba te środki mają na celu zmniejszenie tendencji reflektorów o dużej mocy do powodowania intensywnego oślepiania innych użytkowników drogi. W Ameryce Północnej ECE R48 nie ma zastosowania i chociaż środki do czyszczenia soczewek i niwelatory wiązki są dozwolone, nie są wymagane; Reflektory HID są znacznie mniej rozpowszechnione w Stanach Zjednoczonych, gdzie powodują znaczne skargi na odblaski. Naukowe badanie olśnienia reflektorów wykazało, że przy dowolnym poziomie intensywności światło z reflektorów HID jest o 40% bardziej jaskrawe niż światło z reflektorów wolframowo-halogenowych.

Zawartość rtęci

Żarówki reflektorów HID typu D1R, D1S, D2R, D2S i 9500 zawierają toksyczną rtęć metalową . Utylizacja części samochodowych zawierających rtęć jest coraz bardziej regulowana na całym świecie, na przykład na mocy przepisów US EPA . Nowsze konstrukcje żarówek HID D3R, D3S, D4R i D4S, które są produkowane od 2004 roku, nie zawierają rtęci, ale nie są kompatybilne elektrycznie ani fizycznie z reflektorami zaprojektowanymi dla poprzednich typów żarówek.

Koszt

Reflektory HID są znacznie droższe w produkcji, instalacji, zakupie i naprawie. Dodatkowy koszt świateł HID może przewyższyć oszczędności kosztów paliwa dzięki zmniejszonemu zużyciu energii, chociaż niektóre z tych wad kosztowych są kompensowane dłuższą żywotnością żarówki HID w porównaniu z żarówkami halogenowymi.

PROWADZONY

Oś czasu

Zastosowania reflektorów samochodowych wykorzystujących diody elektroluminescencyjne (LED) są bardzo aktywnie rozwijane od 2004 roku.

W 2006 roku w Lexusie LS 600h / LS 600h L zostały fabrycznie zainstalowane pierwsze seryjne światła mijania LED . W funkcjach świateł drogowych i kierunkowskazów zastosowano żarówki żarowe. Czołówkę dostarczyła firma Koito .

W 2007 roku w samochodzie sportowym V10 Audi R8 (z wyjątkiem Ameryki Północnej) wprowadzono pierwsze reflektory ze wszystkimi funkcjami zapewnianymi przez diody LED, dostarczone przez AL-Automotive Lighting .

W 2009 roku reflektory Hella w Cadillacu Escalade Platinum 2009 stały się pierwszymi reflektorami wykonanymi w całości w technologii LED na rynku północnoamerykańskim.

W 2010 roku w Mercedesie CLS z 2011 roku wprowadzono pierwsze całkowicie LED-owe reflektory z adaptacyjnymi światłami drogowymi i tym, co Mercedes nazywa „Inteligentnym Systemem Oświetlenia” .

W 2013 roku Audi wprowadziło w A8 po faceliftingu pierwsze, sterowane cyfrowo, nieoślepiające reflektory adaptacyjne Matrix LED z 25 oddzielnymi segmentami LED. System przyciemnia światło, które będzie świecić bezpośrednio na nadjeżdżające i poprzedzające pojazdy, ale nadal rzuca pełne światło na strefy między nimi i obok nich. Działa to, ponieważ światła drogowe LED są podzielone na wiele pojedynczych diod emitujących światło. Diody LED świateł drogowych w obu reflektorach są ułożone w matrycę i w ciągu milisekund dostosowują się w pełni elektronicznie do otoczenia. Są one aktywowane i dezaktywowane lub ściemniane indywidualnie przez jednostkę sterującą. Ponadto reflektory pełnią również funkcję doświetlania zakrętów. Dzięki predykcyjnym danym o trasie, dostarczanym przez system MMI Navigation plus , skupienie wiązki jest przesuwane w kierunku zakrętu, jeszcze zanim kierowca obróci kierownicę. W 2014 roku: Mercedes-Benz wprowadził podobną technologię w przestylizowanej Klasie CLS w 2014 roku, zwaną Multibeam LED, z 24 pojedynczymi segmentami.

Od 2010 r. reflektory LED, takie jak te dostępne w Toyocie Prius , osiągały wydajność pomiędzy reflektorami halogenowymi i HID, przy nieco niższym poborze mocy niż inne reflektory, dłuższej żywotności i bardziej elastycznych możliwościach projektowych. Ponieważ technologia LED nadal ewoluuje, przewidywano, że wydajność reflektorów LED poprawi się, aby zbliżyć się, spotkać, a być może pewnego dnia przewyższyć wydajność reflektorów HID. Miało to miejsce w połowie 2013 roku, kiedy Mercedes Klasy S został wyposażony w reflektory LED, które zapewniają wyższą wydajność niż porównywalne konfiguracje HID.

Zimne soczewki

Przed diodami LED wszystkie źródła światła stosowane w reflektorach (wolframowe, halogenowe, HID) emitowały energię podczerwoną, która może rozmrażać nagromadzony śnieg i lód na soczewce reflektora i zapobiegać dalszej akumulacji. Diody LED nie. Niektóre reflektory LED przenoszą ciepło z radiatora z tyłu diod LED na wewnętrzną powierzchnię przedniej soczewki, aby je ogrzać, podczas gdy w innych nie przewidziano możliwości rozmrażania soczewki.

Laser

Lampa laserowa wykorzystuje lustra do kierowania lasera na luminofor, który następnie emituje światło. Lampy laserowe zużywają o połowę mniej mocy niż lampy LED . Zostały one po raz pierwszy opracowane przez Audi do użytku jako reflektory w 24-godzinnym wyścigu Le Mans .

W 2014 roku BMW i8 stało się pierwszym seryjnie sprzedawanym samochodem wyposażonym w dodatkowe światła drogowe oparte na tej technologii. Limitowana produkcja Audi R8 LMX wykorzystuje lasery w funkcji reflektora punktowego, zapewniając oświetlenie podczas szybkiej jazdy w warunkach słabego oświetlenia. Rolls-Royce Widmo VIII stosuje reflektorów laserowych o dużym zasięgu belki ponad 600 metrów.

Automatyczne reflektory

Automatyczne systemy aktywowania reflektorów były dostępne od połowy lat 50. XX wieku, początkowo tylko w luksusowych amerykańskich modelach, takich jak Cadillac, Lincoln i Imperial. Podstawowe realizacje włączają reflektory o zmierzchu i wyłączają o świcie. Nowoczesne wdrożenia wykorzystują czujniki do wykrywania ilości światła zewnętrznego. UN R48 nakazał instalację automatycznych reflektorów od 30 lipca 2016 r. Po wyposażeniu i działaniu światła do jazdy dziennej, światła mijania powinny włączać się automatycznie, jeśli samochód jedzie w warunkach otoczenia poniżej 1000 luksów, np. w tunelu i na ciemne środowiska. Podczas gdy w takich sytuacjach światło do jazdy dziennej oślepiałoby kierowcę zbliżającego się pojazdu, co z kolei wpłynęłoby na wzrok kierowcy zbliżającego się pojazdu, tak że po automatycznym przełączeniu światła do jazdy dziennej na światła mijania, nieodłączny wada bezpieczeństwa może zostać rozwiązana i zapewniona jest korzyść w zakresie bezpieczeństwa.

Kontrola celowania wiązki

Systemy regulacji zasięgu reflektorów

Citroën 2CV z 1948 roku został wprowadzony na rynek we Francji z ręcznym systemem regulacji ustawienia reflektorów, sterowanym przez kierowcę za pomocą pokrętła za pomocą mechanicznego drążka. Umożliwiło to kierowcy dostosowanie pionowego ustawienia reflektorów w celu skompensowania obciążenia pasażera i ładunku w pojeździe. W 1954 Cibié wprowadziło automatyczny system poziomowania reflektorów połączony z systemem zawieszenia pojazdu, aby utrzymać reflektory we właściwym kierunku niezależnie od obciążenia pojazdu, bez interwencji kierowcy. Pierwszy pojazd być tak wyposażony był Panhard Dyna Z . Począwszy od lat 70. Niemcy i niektóre inne kraje europejskie zaczęły wymagać zdalnie sterowanych systemów regulacji ustawienia reflektorów, które pozwalają kierowcy obniżyć cel świateł za pomocą dźwigni lub pokrętła na desce rozdzielczej, jeśli tył pojazdu jest obciążony pasażerami lub ładunku, który miałby tendencję do podnoszenia kąta celowania lamp i powodowania olśnienia. Takie systemy zwykle wykorzystują silniki krokowe w reflektorze i przełącznik obrotowy na desce rozdzielczej oznaczonej „0”, „1”, „2”, „3” dla różnych wysokości wiązki, gdzie „0” jest „normalną” (i najwyższą) pozycją gdy samochód jest lekko obciążony.

Międzynarodowy regulamin EKG nr 48, obowiązujący w większości krajów poza Ameryką Północną, określa obecnie ograniczony zakres, w którym pionowe ustawienie reflektorów musi być utrzymane w różnych warunkach obciążenia pojazdu; jeśli pojazd nie jest wyposażony w adaptacyjne zawieszenie wystarczające do prawidłowego ustawienia reflektorów niezależnie od obciążenia, wymagany jest system poziomowania reflektorów. Rozporządzenie przewiduje bardziej rygorystyczną wersję tego środka zapobiegającego oślepianiu, jeśli pojazd jest wyposażony w reflektory ze źródłami światła mijania, które wytwarzają więcej niż 2000 lumenów – na przykład żarówki ksenonowe i niektóre halogeny o dużej mocy. Takie pojazdy muszą być wyposażone w systemy samopoziomowania reflektorów, które wyczuwają stopień przysadzenia pojazdu z powodu obciążenia ładunkiem i pochylenia drogi oraz automatycznie dostosowują pionowe ustawienie reflektorów, aby utrzymać wiązkę w prawidłowej orientacji bez konieczności wykonywania jakichkolwiek działań przez kierowcę.

Systemy poziomowania nie są wymagane przez przepisy północnoamerykańskie. Jednak badanie z 2007 r. sugeruje, że automatyczne poziomowanie wszystkich reflektorów, nie tylko tych ze źródłami światła o dużej mocy, zapewniłoby kierowcom znaczne korzyści w zakresie bezpieczeństwa w postaci lepszego widzenia i mniejszego olśnienia.

Reflektory kierunkowe

Zapewniają one lepsze oświetlenie podczas pokonywania zakrętów. Niektóre samochody mają reflektory połączone z mechanizmem kierowniczym , dzięki czemu światła będą podążać za ruchem przednich kół. Czechosłowacka Tatra była wczesnym wdrożeniem takiej techniki, produkując w latach 30. pojazd z centralnym reflektorem kierunkowym. Amerykański Tucker Sedan z 1948 roku był również wyposażony w trzeci centralny reflektor połączony mechanicznie z układem kierowniczym.

Francuski Citroën DS z 1967 r. i Citroën SM z 1970 r. były wyposażone w skomplikowany system dynamicznego pozycjonowania reflektorów, który regulował poziomą i pionową pozycję wewnętrznych reflektorów w odpowiedzi na sygnały z układów kierowniczych i zawieszenia pojazdu.

W tym czasie przepisy amerykańskie wymagały usunięcia tego systemu z modeli sprzedawanych w USA

Samochody serii D wyposażone w system wykorzystywały przewody łączące reflektory dalekiego zasięgu z dźwignią na przekaźniku układu kierowniczego, podczas gdy wewnętrzne reflektory dalekiego zasięgu w SM wykorzystywały uszczelniony układ hydrauliczny wykorzystujący płyn na bazie gliceryny zamiast przewodów mechanicznych. Oba te systemy miały tę samą konstrukcję, co systemy poziomowania reflektorów w odpowiednich samochodach. Kable systemu D miały tendencję do rdzewienia w osłonach kabli, podczas gdy system SM stopniowo wyciekał płyn, powodując, że lampy dalekiego zasięgu obracały się do wewnątrz, wyglądając na „zez”. Przewidziano ręczną regulację, ale po zakończeniu podróży system wymagał uzupełnienia płynu lub wymiany rurek i desek rozdzielczych.

Pojazdy Citroëna SM spoza USA były wyposażone w ogrzewanie szyb osłonowych reflektorów, które to ciepło dostarczane było przez kanały doprowadzające ciepłe powietrze z układu wydechowego chłodnicy do przestrzeni między szybami reflektorów a szybami osłonowymi. Zapewniało to odparowywanie/odparowywanie całego wnętrza szkieł nakrywkowych, utrzymując szkło wolne od mgły/mgły na całej powierzchni. Okulary mają cienkie paski na swoich powierzchniach, które są ogrzewane przez wiązki reflektorów; jednak ciepłe powietrze kanałowe zapewnia usuwanie zaparowania, gdy reflektory nie są włączone. Paski na szybach zarówno w samochodach D, jak i SM wyglądają podobnie do pasków ogrzewania tylnej szyby elektrycznego odmgławiacza, ale są pasywne, a nie naelektryzowane.

Zaawansowany system przedniego oświetlenia (AFS)

Począwszy od 2000 roku, odrodziło się zainteresowanie pomysłem przesuwania lub optymalizacji wiązki reflektorów w odpowiedzi nie tylko na dynamikę układu kierowniczego i zawieszenia pojazdu, ale także na warunki pogodowe i widoczność otoczenia, prędkość pojazdu oraz krzywiznę i kontur drogi. Grupa zadaniowa w ramach organizacji EUREKA , złożona głównie z europejskich producentów samochodów, firm oświetleniowych i organów regulacyjnych, rozpoczęła prace nad opracowaniem specyfikacji projektowych i wydajnościowych dla tak zwanych Adaptive Front-Lighting Systems, potocznie AFS . Producenci tacy jak BMW , Toyota , Škoda i Vauxhall / Opel wypuszczają pojazdy wyposażone w AFS od 2003 roku.

Zamiast połączeń mechanicznych stosowanych we wcześniejszych systemach reflektorów kierunkowych, AFS opiera się na czujnikach elektronicznych, przetwornikach i siłownikach. Inne techniki AFS obejmują specjalne pomocnicze układy optyczne w obudowach reflektorów pojazdu. Te systemy pomocnicze mogą być włączane i wyłączane, gdy pojazd i warunki pracy wymagają światła lub ciemności pod kątami zakrytymi przez wiązkę wytwarzaną przez optykę pomocniczą. Typowy system mierzy kąt skrętu i prędkość pojazdu w celu obrócenia reflektorów. Najbardziej zaawansowane systemy AFS wykorzystują sygnały GPS do przewidywania zmian krzywizny drogi, a nie tylko do reagowania na nie.

Automatyczne przełączanie wiązki

Nawet jeśli warunki uzasadniałyby użycie świateł drogowych, kierowcy często ich nie używają. Od dawna podejmowane są wysiłki, szczególnie w Ameryce, mające na celu opracowanie skutecznego systemu automatycznego wyboru wiązki, aby zwolnić kierowcę z konieczności wybierania i aktywowania właściwej wiązki w miarę zmian natężenia ruchu, pogody i warunków drogowych. General Motors wprowadził pierwszy automatyczny ściemniacz reflektorów o nazwie „Autronic Eye” w 1952 roku w swoich modelach Cadillac , Buick i Oldsmobile ; funkcja ta była oferowana w innych pojazdach GM począwszy od 1953 roku. Fotokomórka systemu i związane z nią obwody były umieszczone w rurze podobnej do celownika na desce rozdzielczej. W komorze silnika znajdował się moduł wzmacniacza, który sterował przekaźnikiem reflektorów za pomocą sygnałów z zespołu lampowego zamontowanego na desce rozdzielczej.

Taka konfiguracja pionierski ustąpił w 1958 roku do systemu o nazwie „GuideMatic” w odniesieniu do GM Guide podziału oświetlenia. GuideMatic miał bardziej kompaktową obudowę deski rozdzielczej i pokrętło, które pozwalało kierowcy dostosować próg czułości systemu, aby określić, kiedy reflektory zostaną przestawione ze świateł drogowych na światła mijania w odpowiedzi na nadjeżdżający pojazd. Na początku lat 70. ta opcja została wycofana ze wszystkich modeli GM z wyjątkiem Cadillaca , w którym GuideMatic był dostępny do 1988 roku. Fotoczujnik tego systemu wykorzystywał bursztynową soczewkę i zastosowano odblaskowe żółte znaki drogowe, takie jak na nadjeżdżających zakrętach , spowodowało ich przedwczesne przyciemnienie - prawdopodobnie prowadząc do ich zaprzestania.

Pojazdy budowane przez Forda i Chryslera były również dostępne ze ściemniaczami produkowanymi przez GM od lat 50. do 80. XX wieku. System o nazwie „AutoDim” był oferowany w kilku modelach Lincolna od połowy lat pięćdziesiątych, a ostatecznie oferowały go również Ford Thunderbird i niektóre modele Mercury . W latach 60. i wczesnych 70. modele Chrysler i Imperial klasy premium oferowały system o nazwie Automatic Beam Control .

Ściemniacz Rabinowa

Chociaż systemy oparte na fotorezystorach ewoluowały, stając się bardziej kompaktowe i przenosząc się z deski rozdzielczej do mniej widocznego miejsca za osłoną chłodnicy, nadal nie były w stanie wiarygodnie odróżnić reflektorów od źródeł światła innych niż pochodzące z pojazdów, takich jak latarnie uliczne. Nie przełączały się również na światła mijania, gdy kierowca zbliżał się do pojazdu od tyłu, i fałszywie przechodziły na światła mijania w odpowiedzi na odbicia na znakach drogowych reflektorów świateł drogowych pojazdu. Amerykański wynalazca Jacob Rabinow opracował i udoskonalił automatyczny system skanowania, który jest odporny na światła uliczne i odbicia światła, ale żaden producent samochodów nie kupił praw, a problematyczny typ fotorezystora pozostawał na rynku do końca lat 80. XX wieku.

Lampy Bone-Midland

W 1956 r. wynalazca Even P. Bone opracował system, w którym wiatrowskaz przed każdym reflektorem poruszał się automatycznie i powodował cień przed zbliżającym się pojazdem, umożliwiając korzystanie ze świateł drogowych bez oślepiania zbliżającego się kierowcy. System o nazwie „Bone-Midland Lamps” nigdy nie został przyjęty przez żadnego producenta samochodów.

Ściemniacz oparty na kamerze

Obecne systemy oparte na obrazowaniu z kamer CMOS mogą wykrywać i odpowiednio reagować na jadące i nadjeżdżające pojazdy, ignorując światła uliczne, znaki drogowe i inne fałszywe sygnały. Wybór wiązki oparty na kamerze został po raz pierwszy wprowadzony w 2005 roku w Jeepie Grand Cherokee i od tego czasu jest włączany do kompleksowych systemów wspomagania kierowcy przez producentów samochodów na całym świecie. Reflektory zostaną przyciemnione, gdy jasne odbicie odbije się od znaku ulicznego.

Inteligentny system oświetlenia

Intelligent Light System to system kontroli świateł przednich wprowadzony w 2006 roku w Mercedesie Klasy E (W211), który oferuje pięć różnych funkcji oświetlenia biksenonowego, z których każda jest dostosowana do typowych warunków jazdy lub pogody:

• Tryb kraju
• Tryb autostrady
• Ulepszone lampy przeciwmgielne
• Aktywna funkcja światła ( Zaawansowany system przedniego oświetlenia (AFS) )
• Funkcja doświetlania zakrętów

Adaptacyjne światła drogowe

Adaptive Highbeam Assist to nazwa marketingowa Mercedes-Benz dla strategii sterowania reflektorami, która stale automatycznie dostosowuje zasięg reflektorów, tak aby wiązka światła docierała do innych pojazdów z przodu, zapewniając w ten sposób maksymalny możliwy zasięg bez oślepiania innych użytkowników drogi. Został po raz pierwszy wprowadzony na rynek w klasie E Mercedesa w 2009 roku. Zapewnia ciągły zasięg świateł mijania, od świateł mijania do świateł drogowych, zamiast tradycyjnego wyboru binarnego między światłami mijania i drogowymi.

Zasięg wiązki może wynosić od 65 do 300 metrów, w zależności od warunków ruchu. W ruchu drogowym pozycja odcięcia świateł mijania jest regulowana w pionie, aby zmaksymalizować zasięg widzenia, jednocześnie zapobiegając oślepianiu oczu kierowców prowadzących i nadjeżdżających z przeciwka. Gdy brak ruchu jest na tyle blisko, że odblaski mogą stanowić problem, system zapewnia pełne światła drogowe. Reflektory są regulowane co 40 milisekund przez kamerę po wewnętrznej stronie przedniej szyby, która może określać odległość od innych pojazdów. Klasy S , CLS Klasa i Klasa C również oferują tej technologii. W CLS adaptacyjne światła drogowe są realizowane za pomocą reflektorów LED - pierwszego pojazdu, który zapewnia wszystkie funkcje światła adaptacyjnego z diodami LED. Od 2010 roku niektóre modele Audi wyposażone w reflektory ksenonowe oferują podobny system: adaptacyjne światło ze zmienną regulacją zasięgu reflektorów .

W Japonii Toyota Crown , Toyota Crown Majesta , Nissan Fuga i Nissan Cima oferują technologię w modelach z najwyższej półki.

Nieoślepiające światło drogowe i światło pikselowe

Nieoślepiająca wysokiej belki to dynamiczna strategia sterowania oświetleniem aparat napędzany że selektywnie odcienie plamy i plastry spośród wysokiej belki wzór, aby chronić innych użytkowników drogi od blasku, podczas gdy stale zapewniając kierowcy maksymalną obejrzeniu zakresu. Obszar otaczający innych użytkowników drogi jest stale oświetlony z dużym natężeniem światła, ale bez olśnienia, które zwykle wynikałoby z używania niekontrolowanych świateł drogowych w ruchu drogowym. Ten stale zmieniający się wzór wiązki wymaga złożonych czujników, mikroprocesorów i siłowników, ponieważ pojazdy, które muszą być zacienione przez wiązkę, są w ciągłym ruchu. Dynamiczne cieniowanie można osiągnąć za pomocą ruchomych masek cieni przesuniętych w obrębie ścieżki światła wewnątrz reflektora. Lub efekt można osiągnąć poprzez selektywne przyciemnianie adresowalnych emiterów LED lub elementów reflektora, technikę znaną jako światło pikselowe .

Pierwszymi nieoślepiającymi światłami drogowymi sterowanymi mechanicznie (bez diod LED) był pakiet „Dynamic Light Assist” Volkswagena, który został wprowadzony w 2010 roku w modelach Volkswagen Touareg , Phaeton i Passat . W 2012 roku po faceliftingu Lexusa LS (XF40) wprowadzono identyczny system biksenonowy: „Adaptive High-beam System”.

W 2012 roku w BMW serii 7 wprowadzono pierwsze mechanicznie sterowane nieoślepiające reflektory LED : „Selective Beam” (asystent nieoślepiających świateł drogowych). W 2013 roku Mercedes-Benz wprowadził ten sam system LED: „Adaptive Highbeam Assist Plus”.

Pierwsze cyfrowo sterowane, nieoślepiające reflektory LED zostały wprowadzone w 2013 roku w Audi A8. Patrz sekcja LED .

Opieka

Systemy reflektorów wymagają okresowej konserwacji. Reflektory z uszczelnioną wiązką są modułowe; gdy żarnik się wypala, wymienia się całą uszczelnioną belkę. Większość pojazdów produkowanych w Ameryce Północnej od późnych lat 80. używa zespołów reflektora-odbłyśnika, które są uważane za część samochodu, a w przypadku awarii wymienia się tylko żarówkę. Producenci różnią się sposobem dostępu i wymiany żarówki. Cel reflektora musi być odpowiednio sprawdzany i często regulowany, ponieważ źle wycelowane lampy są niebezpieczne i nieskuteczne.

Z czasem soczewka reflektora może ulec pogorszeniu. Może stać się wżery z powodu ścierania piasku drogowego i kamyków oraz może pękać, wpuszczając wodę do reflektora. Soczewki „plastikowe” ( poliwęglanowe ) mogą stać się mętne i przebarwione. Wynika to z utleniania twardej powłoki lakierowanej soczewki przez światło ultrafioletowe pochodzące od słońca i żarówek reflektorów. Jeśli jest drobny, można go wypolerować za pomocą renomowanej marki lakieru samochodowego, który jest przeznaczony do przywracania połysku kredowemu lakierowi. W bardziej zaawansowanych stadiach pogorszenie jakości rozciąga się na sam materiał z tworzywa sztucznego, przez co reflektor staje się bezużyteczny i wymaga całkowitej wymiany. Szlifowanie lub agresywne polerowanie soczewek, czy renowacja plastikowych reflektorów może kupić trochę czasu, ale spowoduje to usunięcie ochronnej powłoki z soczewek, która po rozebraniu będzie niszczać szybciej i dotkliwiej. Dostępne są zestawy do napraw wysokiej jakości, które umożliwiają polerowanie soczewki za pomocą coraz drobniejszych materiałów ściernych, a następnie natryskiwanie aerozolem przezroczystej powłoki odpornej na promieniowanie ultrafioletowe.

Odbłyśnik, wykonany z odparowanego aluminium nałożonego niezwykle cienką warstwą na podłoże metalowe, szklane lub plastikowe , może ulec zabrudzeniu, utlenieniu lub spaleniu oraz utracie blasku . Może się to zdarzyć, jeśli woda dostanie się do reflektora, jeśli zainstalowane są żarówki o mocy większej niż określona lub po prostu z wiekiem i użytkowaniem. Odbłyśniki w ten sposób zniszczone, jeśli nie można ich wyczyścić, należy je wymienić.

Środki do czyszczenia soczewek

Brud na soczewkach reflektorów zwiększa olśnienie innych użytkowników drogi, nawet przy poziomach zbyt niskich, aby znacząco ograniczyć widoczność kierowcy. W związku z tym środki do czyszczenia soczewek reflektorów są wymagane przez rozporządzenie ONZ 48 w pojazdach wyposażonych w reflektory świateł mijania wykorzystujące źródła światła o referencyjnym strumieniu świetlnym 2000 lumenów lub więcej. Obejmuje to wszystkie reflektory HID i niektóre halogeny o dużej mocy. Niektóre samochody są wyposażone w środki do czyszczenia soczewek nawet tam, gdzie przepisy ich nie wymagają. Na przykład Ameryka Północna nie stosuje przepisów ONZ, a FMVSS 108 nie wymaga środków do czyszczenia soczewek w żadnych reflektorach, chociaż są one dozwolone.

Systemy do czyszczenia soczewek występują w dwóch głównych odmianach: mała, napędzana silnikiem gumowa wycieraczka lub szczoteczka koncepcyjnie podobna do wycieraczek do szyb , albo nieruchomy lub teleskopowy spryskiwacz wysokociśnieniowy, który czyści soczewki za pomocą spryskiwacza płynu do spryskiwaczy. Najnowsze systemy czyszczenia soczewek są typu spray, ponieważ przepisy ONZ nie zezwalają na stosowanie mechanicznych systemów czyszczących (wycieraczek) w reflektorach z plastikowymi soczewkami, a najnowsze reflektory mają plastikowe soczewki. Niektóre samochody z wysuwanymi reflektorami, takie jak oryginalna Mazda MX-5 , mają z przodu wnękę lampy wycieraczkę, która automatycznie wyciera soczewki podczas ich podnoszenia lub opuszczania, chociaż nie zapewnia płynu do spryskiwaczy.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Multimedia związane z reflektorami samochodowymi w Wikimedia Commons