Назначение световых приборов

Назначение световых приборов

Безопасность движения автомобилей, особенно в темное время су­ток, во многом зависит от состояния и характеристик приборов систе­мы освещения и световой сигнализации. Поэтому требования к автомо­бильным световым приборам и нормы на их светотехнические характе­ристики определяются требованиями безопасности и существующими условиями дорожного движения.

Световые приборы предназначены для освещения дороги, передачи информации о габаритных размерах автомобиля, предполагаемом или совершаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины, сало­на, контрольно-измерительных приборов, багажника, подкапотного пространства и т.д.

Автомобильные световые приборы должны обеспечивать хорошую видимость и необходимую информативность в широком диа­пазоне расстояний при различных погодных условиях, не вызывая ос­лепления водителей в темное время суток.

Классификация световых приборов

На автомобилях устанавливают различные по назначению, конст­рукции световые приборы с разными электрическими и световыми характеристиками. В обязательный комплект световых приборов для всех автомобилей входят не менее двух фар дальнего и ближнего света, по два габаритных огня и по два указателя поворота спереди и сзади, два световозвращателя, сигналы торможения, фонари заднего хода и один фонарь освещения номерного знака. В качестве дополнительных свето­сигнальных приборов устанавливают контурные огни, боковые повто­рители указателей поворота, опознавательные знаки автопоезда и при­цепов, боковые световозвращатели, огни преимущественного проезда. К необязательным световым приборам относят противотуманные фары и фонари, фонарь увеличения габарита автомобиля, боковые габарит­ные, стояночные огни, фары-прожекторы, прожекторы-искатели.

Большое число световых приборов на автомобиле не должно вызы­вать трудности при их различении участниками дорожного движения. Для этого используется система кодирования информации, поступаю­щей от световых приборов. К кодирующим элементам относят число одновременно работающих световых приборов, их расположение на автотранспортном средстве, режимы работы, расстояние между одно­временно работающими световыми приборами, форма светоизлучающей поверхности, цвет излучаемого света и интенсивность излучения в пределах одного цветового спектра.

Автомобильные световые приборы делят на осветительные и светосигнальные. Световой пучок осветительного прибора воспринимается после отражения от дороги или от объекта на дороге, а световой поток светосигнального прибора наблюдатель воспринимает непосредствен­но. Фары и фонари заднего хода можно считать и осветительными и светосигнальными приборами. Водитель автомобиля, на котором они установлены, воспринимает их световой поток после отражения от до­роги и наблюдаемых объектов, а другие участники дорожной обстанов­ки непосредственно.

Источники света автомобильных световых приборов

Устройство ламп накаливания

з)

ж)

Автомобильная лампа накаливания состоит из колбы 1 (рис. 1), од­ной или двух нитей накала 2 и 3, цоколя 7 с фокусирующим фланцем 5 или без него и выводов 6. Стеклянная колба лампы может быть шаровидной, каплевидной, грушевидной или цилиндрической формы.

Рис. 1. Автомобильные лампы накаливания:

а — фар головного освещения с европейской асимметрической системой светораспре-деления;б—галогенная категория Н1; в—галогенная категория НЗ; г—галогенная ка­тегория Н4; д — двухнитевая штифтовая; е — однонитевая штифтовая; ж — пальчико­вая; з — софитная; 1 — колба; 2 — нить дальнего света; 3 — нить ближнего света; 4 — экран; 5 — фокусирующий фланец; 6 — выводы; 7 — цоколь

Нити накала в двухнитевых лампах имеют различное функциональное назна­чение.

Цоколь лампы служит для крепления лампы в патроне светового прибора и подведения тока от источника электроснабжения к электро­дам, соединяющим контакты цоколя с нитями накала. Автомобильные лампы имеют штифтовые и фланцевые цоколи различной конструкции. В лампе со штифтовым цоколем трудно обеспечить точное расположе­ние нити накала относительно штифтов. Поэтому лампы со штифтовы­ми цоколями применяются в основном в световых приборах, к которым не предъявляются жесткие требования в отношении светотехнических характеристик.

Для точной фиксации нитей накала относительно фокуса параболоидного отражателя лампы автомобильных фар головного освещения снабжают фокусирующим фланцевым цоколем. Конструкция фланца позволяет устанавливать лампу в оптический элемент лишь в одном оп­ределенном положении.

Размеры и расположение нити накала в лампе нормируются отечественными и международными стандартами для того, чтобы при заме­не лампы характеристики светового прибора существенно не измени­лись.

При прохождении электрического тока нить накала лампы нагрева­ется и при определенной температуре начинает излучать свет. Энергия светового излучения, воспринимаемого человеческим глазом, состав­ляет только небольшую часть потребляемой лампой электрической энергии. Большая часть электрической энергии выделяется в виде теп­лового излучения.

Нить накала должна выдерживать высокие температуры, иметь ма­лые размеры. Ее изготовляют из тонкой вольфрамовой проволоки, сви­той в цилиндрическую спираль. Спираль крепится к электродам и обегано имеет форму прямой линии или дуги окружности.

Галогенные лампы

Повышение температуры нити накала до 2700—2900 °С достигает­ся в лампах с галогенным циклом. Это обеспечивает на 50—60 % боль­шую световую отдачу лампы. Колба галогенной лампы также заполня­ется инертным газом (аргон, ксенон, криптон и другие) и, дополнитель­но, небольшим количеством паров йода или брома.

Световая отдача галогенных ламп составляет 22—25 лм/Вт, что в 1,5 раза превышает световую отдачу обычных ламп. Для реализации га­логенного цикла необходима высокая температура стенок колбы — до 600—700 °С. Поэтому колбу галогенной лампы изготовляют из кварце­вого стекла. Колба имеет небольшие размеры. Для обеспечения более равномерного отложения вольфрама на спиральной нити накала, она должна быть выполнена в виде прямого цилиндра. Выводы галогенной лампы сделаны из молибдена, температурный коэффициент расшире­ния которого близок к коэффициенту расширения кварцевого стекла.

Однонитевые галогенные лампы категорий HI, H2 и НЗ применяют­ся в противотуманных фарах, фарах-прожекторах и фарах рабочего ос­вещения. Кроме того, они могут быть использованы в четырехфарных системах головного освещения. Лампы HI и Н2 имеют нить, располо­женную вдоль оси колбы и отличаются конструкцией цоколя. Нить на­кала в лампе НЗ расположена перпендикулярно оси колбы.

Двухнитевая галогенная лампа категории Н4 устанавливается в фа­рах головного освещения. Специальный цоколь P43t/38 исключает ус тановку лампы в оптический элемент, непредназначенный для нее. Ни­ти дальнего и ближнего света лампы категории Н4 имеют форму ци­линдров и расположены вдоль оптической оси.

Параметры ламп накаливания

Сила тока, потребляемого лампой от источника электроэнергии, световой поток и световая отдача зависят от напряжения. Отечествен­ная промышленность выпускает лампы с номинальным напряжением 6, 12 и 24 В. Расчетное напряжение ламп выше и составляет соответст­венно 6,3—6,75, 12,6—13,5 и 28 В.

Напряжение питания ламп накаливания на автомобиле зависит от настройки регулятора напряжения, состояния источников электроэнер­гии в цепях питания световых приборов, от числа включенных потре­бителей, сечения и протяженности соединительных проводов. Лампы должны выдерживать возможные в системе электрооборудования авто­мобиля колебания напряжения.

Лампы накаливания отличаются по назначению, конструкции, по электрическим и светотехническим параметрам.

Автомобильные светодиоды

Светодиоды применяются в щитках приборов на передней панели, в отдельных узлах для подсветки кнопок и ручек управления вместо миниатюрных ламп накаливания. Светодиодные линейки используются в сигналах торможения и световых индикаторах для построения шкал и цифр.

Светодиоды обладают значительно большей надежностью. Их срок службы превышает срок службы автомобиля. Изделие, выполненное на светодиодных материалах, сохраняет функциональное назначение при выходе из строя одного или нескольких светодиодов, в то время как при перегорании нити накала лампы изделие полностью прекращает вы­полнять свои функции.

Цвет излучения светодиода, сила света и световой поток зависят от силы потребляемого тока. Длина волны и интенсивность излучаемого света зависят от температуры.

Ксеноновые лампы

На автомобилях находят применение новые источники света — ксеноновые лампы, спектр излучения которых близок к солнечному свету. Светоизлучение ксеноновой лампы обеспечивает дуговой разряд меж­ду электродами, которые расположены в колбе, заполненной инертным газом. Ксеноновые лампы не перегорают, устойчивы к вибрации, их светоотдача достигает 80 лм/Вт.

Однако, чтобы ионизировать инертный газ, необходимо обеспечить пробой междуэлектродного промежутка начальным импульсом напря­жения 20 кВ. Кроме того, рабочий режим лампы обеспечивается при подаче на электроды переменного тока напряжением 330 В и частотой 300 Гц. Эти проблемы в настоящее время решаются с помощью полу­проводниковых преобразователей путем трехступенчатого преобразо­вания напряжения.

Ксеноновая лампа D1 массой 15 г благодаря большей светоотдаче имеет мощность 35 Вт. В то же время масса преобразователя составляет примерно 0,5 кг. Для установки на автомобиле системы освещения с ксеноновой лампой необходимо использовать как минимум два ком­плекта таких преобразователей, чтобы обеспечить требуемое светораспределение фар дальнего и ближнего света. Все это делает систему го­ловного освещения достаточно сложной и дорогостоящей.

Домашнее задание:

1. Прочитайте конспект

2. Посмотрите видео

3. Запишите классификацию световых приборов автомобиля.

 

Назначение световых приборов

Безопасность движения автомобилей, особенно в темное время су­ток, во многом зависит от состояния и характеристик приборов систе­мы освещения и световой сигнализации. Поэтому требования к автомо­бильным световым приборам и нормы на их светотехнические характе­ристики определяются требованиями безопасности и существующими условиями дорожного движения.

Световые приборы предназначены для освещения дороги, передачи информации о габаритных размерах автомобиля, предполагаемом или совершаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины, сало­на, контрольно-измерительных приборов, багажника, подкапотного пространства и т.д.

Автомобильные световые приборы должны обеспечивать хорошую видимость и необходимую информативность в широком диа­пазоне расстояний при различных погодных условиях, не вызывая ос­лепления водителей в темное время суток.