Автомобильные фары: светодиодные, галогенные, ксеноновые, лазерные и фары будущего

Принцип работы светодиодных, галогенных, ксеноновых и лазерных фар

Итак господа, сегодня мы расскажем нашим читателям о различных типах автомобильных фар и заодно вам объясним, как работает каждая из описанных нами технологий. А также, и в том числе познакомим вас с будущими новейшими технологиями, которые изменят автомобильную оптику в скором времени просто до неузнаваемости.

На заре становления автопромышленности автомобильные фары были очень просты, то есть: простая лампочка с отражающей свет чашей и стеклянная крышка – вот и вся конструкция передней оптики. Но это было все-таки лучше, чем вообще ничего. Несмотря, что первые фары имели небольшую мощность, они все-же как-то делали автомобиль видимым на дороге и как-то помогали водителю двигаться на машине в темное время суток. Правда, здесь надо заметить, что о движении в полной темноте речи не шло. Первые фары были не способны обеспечить нормальную освещенность дороги в ночное время.

Со временем желание автомобилистов видеть и наблюдать куда они едут в темноте, привело автопромышленность к созданию более технологичных фар. Мы стали с вами свидетелями появления на свет галогенной оптики. За ними, далее на сцене появились ксеноновые лампы-фары, которые сделали огромный скачок в автомобильном освещении для всей мировой автопромышленности. Но поскольку большинство автопроизводителей полвека искало, как сделать автомобиль экономичным, эти разработки автомобильной оптики не остановились на месте. В итоге на смену ксеноновой оптике вместе с облегченными кузовами и двигателями пришла светодиодная оптика, которая за очень короткий срок стала достаточно популярной по всему миру

Однако, надо сказать, что на этом технологии создания оптики не перестали эволюционировать. Использование в авто-фарах светоизлучающих диодов стало развиваться дальше. В конечном итоге миру были представлены новые светодиодные матричные фары, которые еще иногда называют- адаптивной LED-оптикой.

После всего этого компании "Audi" и "BMW" пошли еще дальше, представив в какой-то момент уникальную технологию лазерных фар, которая также подтолкнула развитие будущей автомобильной оптики. Интересно было бы узнать, а как скоро снова произойдет следующий прорыв в этой сфере автомобилестроения? Кто знает... Вполне возможно, что уже завтра какой-нибудь фирмой будет представлена следующая новая технология автомобильного освещения, которая опять перевернет наше с вами представление об автомобильной оптике.

Ну а пока господа давайте подробно рассмотрим с вами все имеющиеся на сегодня варианты (типы) автомобильных фар, которые в данный момент уже используются и применяются в машинах автопромышленностью.

Какой тип фар для вас лучше?

Ниже, конкретно по разделам мы объясним вам, как работает каждый тип фар, используемый сегодня в автомире. Естественно, каждый вид автомобильной оптики имеет свои плюсы и минусы и это логично, поскольку доподлино известно, что ничего идеального в мире не существует. Также господа вы должны понять для себя, что не всем водителям автомобилистам нравятся современные технологии. К примеру, есть такие водители, которые ни за что не откажутся от старых надежных на их взгляд галогенных ламп в пользу тех же ксеноновых или светодиодных ламп-фар.

А какой тип фар больше нравится вам друзья? Например, многие автомобилисты начинают ломать голову перед покупкой себе машины, решая и думая над проблемой, какой тип освещения должен быть у них в машине. И тут, конечно же сразу появляется дилемма, более сложная и не сразу разрешимая. Ведь наш (ваш) выбор должен зависеть не только от каких-то там вкусов и личных взглядов, но и будет зависеть от того, что будет выгоднее для вас, т.е., приобрести машину с галогенными, ксеноновыми или со светодиодными фарами..?

Галогенные лампы являются самым старым типом источника света в автомобильных фарах. Если вы ищете дешевые и относительно надежные фары, то вас не должно беспокоить, что галогенная оптика устарела по сравнению с современными фарами. Галогенное освещение в автомобиле проверено временем и зарекомендовало себя с довольно-таки хорошей стороны. Сегодня автомобили с галогенными фарами стоят намного дешевле, чем машины с ксеноновой или светодиодной оптикой

Однако хотим сказать, что галогенные фары выглядят сегодня какими-то устаревшими. Им по-просту не хватает высокотехнологичного внешнего вида и более интересных современных опций. В том числе, эта галогенная оптика не может сравниться с качеством освещения дороги в сравнении допустим, с ксеноновыми или светодиодными фарами. Но главное в том – галоген не может соперничать с более современными фарами по сроку службы. Галогенные лампы имеют меньший срок службы в отличие от ксеноновых или светодиодных ламп.

С другой стороны всем понятно, что стоимость ксеноновой лампы существенно выше галогенной лампы. Кроме того, в ксеноновых фарах используется электрооборудование, которое со временем выходит из строя. В том числе имеется проблема с выгоранием линз в самой оптике, стоимость замены которых может быть сопоставима со стоимостью новых галогенных фар.

Так что друзья, светодиодные источники освещения как гелоген и ксенон, вероятнее всего в скором времени автомобилестроители отправят на пенсию.

На данный период времени на авторынке представлено огромное количество различных светодиодных фар, начиная от самых простых и заканчивая невероятно сложными (и, следовательно дорогостоящих как для ремонта, так и для замены). Светодиоды в фарах выглядят не только красиво и современно. На их основе автопроизводители стали разрабатывать новые виды автомобильной оптики представляя всему автомиру более современные матричные и лазерные фары

В настоящий момент матричные фары появились пока что только на премиальных автомобилях, поскольку эта технология еще достаточно дорога. Матричная технология LED основана на объединении светодиодов с датчиками, что позволяет адаптировать лучи света для максимального охвата дороги впереди машины беря в расчет и встречное движение. В итоге эта технология по своей сути отправила дальний и ближний свет как-бы на пенсию. В матричных фарах у водителя нет такой необходимости выбирать для себя на каком освещении ехать (ближний, дальний свет). Автоматика сама решает за водителя, как ей освещать дорогу.

Ну и наконец, в мире теперь появились и уже есть лазерные фары, которые предлагают водителю лучшую осветительную мощность. Но пока их можно найти только лишь в нескольких новых автомобилях премиум-сегмента (класса). Причина по которой лазерные фары пока еще не появились на обычных автомобилях – это их себестоимость, а также невероятно дорогая стоимость их ремонта/замены (в некоторых машинах стоимость одной фары может составлять от 8.000 - до 10.000 тыс. долларов США). Но главной проблемой лазерных фар является их хрупкость. Например, даже при небольшом ударе и появлении трещины на стекле фары потребуется полная замена блока оптики.

Итак, после того как вы получили общее представление о типах фар существующих в сегодняшней автопромышленности, давайте теперь друзья с вами перейдем непосредственно к описанию каждой такой технологии, чтобы вы смогли окончательно выбрать для себя, какая оптика подходит вам больше всего. И так начинаем, вот как каждый тип фар работает.

Что такое галогенные фары и как они работают?

Галогенные фары были таковыми названы в честь группы элементов (галогенов), которые используются в них внутри. Так, в галогенной фаре устанавливаются лампы, внутри которых закачан газ галоген, продлевающий срок службы вольфрамовой нити. Но по сравнению с более современными источниками света галогенные лампы все-таки работают недолго.

Но, несмотря на недолговечность галогенных ламп, такие источники освещения стали популярны не только в автопромышленности, но и в других отраслях производства. Например, галогенные источники освещения уже давно (более полувека) массово используются в жилых домах, в уличных фонарях, ну и т. д.

Но тем не менее, хочется сказать следующее, сегодня мир стоит на пороге революции в освещении. Например, во многих странах использование галогенных источников освещения в домах уже запрещено, и все из-за низкой энергоэффективности по сравнению с энергосберегающими и со светодиодными лампами. Но несмотря на это в автомобильной промышленности галогенные фары по-прежнему массово используются во многих марках автомобилей. Хотя стоит признать, что постепенно им на смену приходит ксеноновая и светодиодная оптика.

Как работают галогенные лампы?

Галогенки – один из самых старых типов ламп, которые сегодня можно найти в автомобилях. Эти лампочки работают также аналогично обычным лампам накаливания, которые мы используем у себя дома. Эти лампочки очень просты в устройстве, т.е., они состоят из простой стеклянной колбы, нити и газа. На нить подается электричество, которая, пропуская через себя ток-злектричество, начинает выделять свет (и естественно тепло от нагрева).

Галогенными эти лампы называются по той самой причине, что внутри стеклянных колб используется газ галоген, который предотвращает повреждение вольфрамовой нити, а заодно защищает стекло от почернения из-за нагрева.

Галогенные лампы: «за» и «против»

Плюсы

Недорогие.
Простота замены в случае отказа или перегорания.

Минусы

Низкая энергоэффективность, влияющая на экономичность автомобиля.
Низкая эффективность освещения.
Низкий срок службы по сравнению с ксеноновыми или светодиодными источниками света.

Что такое ксеноновые фары и как они работают?

Ксеноновые фары подобно галогенным получили свое название тоже от газа, используемого внутри ламп, которые установливаются в фарах автомобилей. Однако функция газа в ксеноновых лампах иная, а именно: газ в ксеноновых лампах необходим для производства света, а не для того чтобы продлевать срок службы нити накала, как это происходит в галогенных лампах с помощью газа галогена.

Как работают ксеноновые лампы?

Как упоминалось нами выше, ксеноновые источники освещения сильно отличаются от галогенных источников, т.е. от ламп. Особенно своим свечением. Вы легко можете распознать на дороге автомобили с ксеноновыми лампочками-фарами по характерному синему оттенку исходящего света, который генерируют ксеноновые источники освещения.

Ксеноновые лампочки используют в себе электрическую дугу между двумя электродами, а не нить накаливания, как это сделано и происходит в галогенной лампе. Газ ксенон внутри лампы помогает устанавливать дугу разряда между электродами (что и создает свет). Причем такая электрическая дуга светится при более низких температурах, если сравненивать ее с галогенной лампой.

В нашей стране ксеноновые источники света попадают под строгое регулирование законодательства. Так, в настоящий момент ксеноновые лампы можно использовать только в специальной автомобильной оптике, которая предназначена под ксеноновые источники освещения. Обычно на таких фарах автопроизводителем указывается специальная маркировка.

Действующим законодательством установлено, использование ксеноновых лампочек в фарах, предназначенных под галогенные источники освещения, запрещается. За это предусмотрена ответственность в виде лишения прав.

Тем не менее, любой из водителей может установить на свой автомобиль вместо галогенных ламп ксеноновые источники освещения. Для этого нужно обратиться в специализированную компанию, которая занимается переделкой автомобильных фар под ксенон.

Далее, после этого придется пройти экспертизу на соответствие безопасности транспортного средства после внесения изменений в конструкцию автомобиля, ну а затем процедуру перерегистрации автомобиля в ГИБДД, получив там свидетельство о внесении изменений в конструкцию автомобиля. Естественно, все это затратно как по деньгам, так и по времени.

Ксенон: плюсы и минусы

Плюсы

Срок службы. Ксеноновые лампы могут работать до 10 лет, что делает их использование очень выгодным и эффективным.
Яркость. Лампы выдают свет под интенсивным разрядом.
Ксеноновые лампы ярче галогенных аналогов.

Минусы

Стоимость. Если вы покупаете подержанный автомобиль с ксеноновыми лампами, возраст которых приближается к 10 годам, то вы должны помнить, что хорошие оригинальные ксеноновые лампы не так дешевы, как вы изначально думали.
Не так энергоэффективны, как светодиодные блоки.
Лампы со временем тускнеют (дают менее яркое свечение из-за выгорания газа).

Что такое светодиодные фары и как они работают?

Большинство автомобилистов знают, что светодиоды – это источники света основанные на светоизлучающих диодах, которые имеют ряд преимуществ как перед галогенными, так и перед ксеноновыми лампами. В том числе применяются и в автомобильной промышленности. Но мало кто из нас задумывался, что светодиоды по сравнению с галогенными лампами более дорогие и они сложны в процессе воспроизводства. Тем не менее, постепенно светодиоды захватывают автопромышленность.

Почему так происходит? Все логично. Дело не только в их ярком освещении, но и в их невероятной энергоэффективности, которая происходит за счет того, что каждый используемый диод в фаре потребляет гораздо меньше энергии по сравнению с галогенными или ксеноновыми источниками света.

Большинство новых автомобилей сегодня оснащены светодиодными дневными ходовыми огнями. Что касаемо полноценных светодиодных фар, то здесь пока в мире эти LED-фары не стали глобальным стандартом. Тем не менее надо признать, с каждым годом все больше автомобилей получают в базовой комплектации для себя полноценные светодиодные фары. Скорее всего в будущем все автомобили в мире (даже дешевые) будут поставляться только со светодиодами.

Сами производители оснащая машины LED-лампами преследуют одну немаловажную для них цель – это снижение расхода топлива и снижение вредных выбросов в атмосферу. При использовании светодиодных источников света в автомобиле существенно падает нагрузка на электрическую цепь. Вот почему светодиоды становятся популярны во всем мире.

Также светодиоды производят и выдают кристально чистый свет. Новое же поколение матричных фар позволило сегодня достичь огромных успехов в адаптации автомобильного освещения в зависимости с дорожными условиями. Это огромный шаг вперед по сравнению с галогенными, ксеноновыми и обычными светодиодными фарами. Единственный минус этих матричных фар – невероятно дорогостоящая замена оптики в случае ее повреждения или поломки.

Как работают светодиодные фары?

Светодиод – это всего лишь простой полупроводник, который излучает свет, когда через него проходит ток. Для того чтобы полупроводник начал светиться необходимо ничтожно малое количество электричества. Из-за того что светодиоду нужно мало энергии, аккумулятор для поддержания освещения расходует гораздо меньше энергии в сравнении с галогенными или ксеноновыми лампами. Следовательно, чем меньше расходуется энергии, тем меньше идет нагрузки на двигатель для зарядки аккумулятора, что в конечном итоге влияет на экономичность автомобиля.

Ток в светодиодных фарах течет от катода к аноду проходя через полупроводниковый материал, который по проводимости представляет собой что-то среднее между металлом и каучуком. В итоге полупроводник при прохождении электричества начинает испускать фотоны, которые и освещают дорогу впереди автомобиля.

Из-за простоты конструкции светодиода срок его службы может длиться более десяти лет. Тем не менее, светодиодные фары – это пока что новая технология. И как она себя зарекомендует дальше покажет время. К сожалению пока еще в мире нет 10-летних автомобилей со светодиодной оптикой, по которым можно было бы судить и делать выводы о реальном сроке службы светодиодных фар. Ведь в отличие от домашних светодиодных ламп LED-фары в автомобиле подвергаются постоянной тряске, вибрации, разным перепадам температур, ну и т. д. И кто знает, как долго будут служить светодиоды в автомобиле. Вполне возможно, что их надежность окажется под большим сомнением.

Что такое адаптивные светодиодные фары?

Стоит сразу отметить, что не все адаптивные фары являются адаптивными светодиодными блоками. Адаптивный светодиодный блок – это такая фара, которая может менять направление и/или яркость в соответствии с дорожными условиями, и происходит это за счет изменения порядка свечения светодиодов в блоке, и еще за счет изменения их яркости свечения.

Что такое светодиодные матричные лампы (Matrix) и как они работают?

В математике матрица определяется так, а именно, как прямоугольный массив чисел, организованный в строках и столбцах, которые рассматриваются как единый объект. Поменяйте «цифры» на «светодиоды и датчики» в этом определении и вы получите для себя матричную концепцию автомобильного освещения.

Светодиодные матричные фары работают в паре с датчиками и камерами, которыми оснащен современный автомобиль.

Все эти датчики и камеры контролируют дорогу впереди, чтобы определять интенсивность движения и изменяемые дорожные условия (например, резкие повороты).

Все эти данные используются для интеллектуального освещения дороги, происходит это за счет контроля освещения каждого светодиода в матрице. Но конечной целью матричной фары является – сохранение как можно больше света без вреда встречному движению.

Светодиодные фары: плюсы и минусы

Плюсы

Энергетически эффективные источники света.
Могут быть относительно недорогими.
Долгосрочный прогнозируемый срок службы.

Минусы

Могут быть очень сложными.
Могут быть очень дорогими в ремонте.
Новые светодиодные фары стоят очень дорого.

Фары будущего

В настоящий момент ряд автомобильных компаний не остановились на обычных и матричных светодиодных фарах, они разрабатывают и популяризируют новый вид автомобильной оптики. Речь идет о лазерных и цифровых источниках освещения.

Например, лидером в области лазерных ламп является компания "BMW", которая уже сегодня на своем высокотехнологичном гиперкаре BMW i8 предлагает (установила) лазерные фары. Но фирма "BMW" не одинока в автомире. Вот например, немецкая компания "Audi" тоже решила на своем суперкаре Audi R8 LMX установить лазерные фары своей собственной разработки.

Как работают лазерные фары?

Лазерные источники света работают путем обжига лазера на фосфоре, который как-раз и испускает свет. Освобожденный свет, путем пропускания его через специальную линзу фильтруется. Далее эти фотоны отражаются от отражателя и оказываются на дороге впереди автомобиля

В отличие от первого поколения лазерных фар, которые оснащались одной большой отражающей чашей, сегодня автопроизводители стали использовать в конструкции оптики сотни маленьких индивидуально настроенных зеркал, которые позволяют электронике автомобиля точно настраивать, какие области дороги впереди машины должны быть освещены. Это означает следующее, что современные лазерные фары стали адаптивными.

Цифровые фары – на два шага вперед

В то время как в автомире используются галогенные, ксеноновые, светодиодные, матричные и лазерные фары, компания "Mercedes" в настоящий момент работает над чем-то более интересным и футуристичным. Речь идет о технологии будущих современных фар, которая называется- «Digital Light». И сегодня можно уже сказать точно, что эта технология вот-вот начнет появляться на серийных автомобилях марки Mercedes. Например, уже известно, что данная современная опция будет установлена в новом S-классе.

Речь идет о проецировании на дорогу впереди автомобиля различной ценной для водителя информации. К примеру, такие фары могут спроецировать прямо перед автомобилем информацию о пропущенном дорожном знаке или предупредить водителя о пешеходном переходе, ну и т.д.

Также в их числе на дорогу может быть спроецировано множественное число различных предупреждений электроники. Будущее таких фар впереди.