Да будет свет!

Наверное, никого не надо убеждать в том, насколько сильно зависит безопасность дорожного движения от эффективности фар. Именно поэтому в последнее время разработчики уделяют большое внимание разработке новых систем освещения.

Практически все основные этапы развития автомобильной светотехники напрямую связаны с кампаниями, направленными на повышение безопасности транспортных средств. Вплоть до середины прошлого века этот вопрос мало кого волновал, поэтому до поры до времени системы освещения практически не развивались, в условиях относительно низкой интенсивности дорожного движения всех устраивали обычные лампы накаливания. Еще в середине 1919 года Bosch представила лампу с двумя нитями накаливания, и с тех пор конструкция автомобильных фар долгое время существенно не менялась.

Однако в 1960-х резкий рост аварийности в связи с массовой автомобилизацией в развитых странах заставил обратить пристальное внимание на повышение безопасности транспортных средств. В результате появились новые технические решения, многие из которых нашли широкое применение на серийных автомобилях. Среди таких разработок – галогенные фары, которые начали массово применяться в 1960-х годах, а спустя двадцать лет почти полностью заменили обычные лампы накаливания. Несмотря на то, что сейчас есть более совершенные системы освещения, галогенные фары на сегодняшний день наиболее широко распространены. Их конструкция до сих пор продолжает развиваться, и скорее всего они сохранят в ближайшие годы доминирующее положение, особенно в бюджетном и массовом сегментах. В 1990-х годах при изготовлении рассеивателей галогенных фар стали широко использовать поликарбонат вместо стекла, данный материал более прочный и легкий. Также в этот период появились фары с направленными линзами.

Основные преимущества галогенных фар – достаточно высокая эффективность, низкая стоимость, широкая распространенность, лампочки можно купить в любом магазине запчастей. В 1970 – 1980-х годах вообще была распространены практика изготовления унифицированных галогенных фар, которые ставились на автомобили самых различных марок, в результате себестоимость, и как следствие розничные цены была очень низкими. Но сейчас такого нет, каждый автопроизводитель использует оригинальные системы освещения. Более того, на одной модели в зависимости от комплектации могут применяться все три типа фар: галогенные, ксеноновые и светодиодные.

Основных недостатков у галогенных фар три. Первый – это низкий КПД, только 30 – 60% преобразуется в световую энергию, остальное идет на выделение тепла. В условиях жестких экологических норм, когда автопроизводители экономят буквально каждый грамм топлива – это имеет большое значение. Второй – небольшой срок службы галогенных ламп, который не превышает 1000 часов. Хотя сами лампы дешевые и их замена, как правило, не представляет сложности, из-за плотной компоновки современных автомобилей доступ к фаре может быть сильно затруднен. Также следует помнить, что установка галогенной лампы требует аккуратности, нельзя повреждать поверхностный кварцевый слой. Третий недостаток – несмотря на то, что конструкция галогенных фар постоянно совершенствуется, они уступают по яркости света более современным системам головного света.

Все эти недостатки не устраивали производителей, прежде всего, скоростных автомобилей премиального класса, и с середины 1990-х годов стали применяться газоразрядные ксеноновые (так называется газ, который закачивается в данный тип ламп) системы головного света. Сначала такие лампы использовались только для ближнего света фар, а затем и для дальнего (так называемый биксенон). Поскольку в конструкции таких систем освещения нет хрупкой нити, то их ресурс в 2 – 3 раза выше, чем у галогенных. Также у них более высокий КПД, при работе они почти не нагреваются и потребляют меньше энергии. Но самое главное преимущество – более высокая яркость света. Ксеноновые фары светят примерно в два раза ярче галогенных и в полтора раза – светодиодных. Но это преимущество имеет обратную сторону медали – ксеноновые фары слепят встречных водителей. Производители с эти недостатком пытаются бороться, в частности установка газоразрядных фар допускается только при наличии автокорректора и омывателя фар. Для работы самой ксеноновой системы освещения требуется дополнительный блок поджига. Все это ведет к увеличению сложности конструкции и к росту стоимости. Также следует учесть, что газоразрядные лампы головного света можно менять только парами. Высокая стоимость и сложность ксеноновых фар привела к тому, что широко они распространены только на машинах премиального сегмента, а на массовых автомобилях они, как правило, предлагаются в качестве опции.

В настоящее время наиболее перспективными выглядят светодиодные фары. Впервые такая система головного освещения была установлена на автомобиле Lexus LS 600h. Светодиодные фары быстро получили широкое распространение, сейчас они устанавливаются даже на автомобили массовых брендов. Светодиодная оптика – компактная, благодаря этому она пользуется популярностью у дизайнеров, поскольку фарам можно придать различную форму. Они очень долговечные, срок службы составляет 10 000 – 15 000 часов работы, правда, если речь идет о качественных изделиях, следует учесть, что рынок наводнен дешевыми и недолговечными подделками. В процессе работы светодиодные фары почти не нагреваются и имеют высокий КПД. Еще одно преимущество – светодиоды моментально достигают максимальной яркости, поэтому изначально их стали использовать в стоп-сигналах.

Недостатков немного. Первый – это высокая стоимость, но она постепенно снижается в процессе развития производства. Второй – яркость света все же ниже, чем у газоразрядных ламп. Хотя лучшие светодиодные фары по этому показателю уже приближаются к ксеноновым. Конструкция светодиодных фар постоянно развивается, и такие системы освещения обладают большим потенциалом для развития. В частности, на автомобилях премиального сегмента получили распространение так называемые матричные фары, в которых используется модуль состоящий из нескольких десятков отдельных светодиодов. В зависимости от ситуации на дороге, электронный блок управления может включать и отключать отдельные элементы. Благодаря этому удается добиться эффективного освещения для каждой дорожной ситуации, не ослепляя при этом встречных водителей. Например, в дождь система автоматически затемняет светодиоды ближнего света. Фактически матричные фары позволяют постоянно ездить при дальнем свете, не ослепляя при этом встречных водителей. Еще более совершенная технология – светодиодные фары с лазерной технологией. Основное преимущества – равномерное освещение дороги и большая дальность пучка света. Дальность действия таких фар 600 м, это вдвое больше, чем у обычных светодиодных. Также такие системы освещения самые компактные среди всех существующих, что дает свободу творчества дизайнерам. Но пока такая технология очень дорогая, поэтому применяются лазерные фары крайне ограниченно, на дорогих спорткарах, например, на BMW i8 и Audi R8.

Как мы видим, за последние двадцать лет конструкция автомобильных систем освещения существенно изменилась, что позволило существенно повысить безопасность. Но прогресс не стоит на месте. В частности разрабатываются, так называемые противодождевые фары, в которых система управления оптикой способна распознавать траекторию падения капель и направлять свет мимо них. Также ведутся работы по интеграции систем освещения с технологиями автономного управления. Так что не исключено, что в ближайшем будущем конструкция автомобильных фар существенно изменится.