какую форму имеет каждый элемент рефлекторного стекла фары почему выбрана именно такая форма

рис. 4 Пластиковые фары (до и после полировки)

рис. 5 Рифленая фара (слева со снятым стеклом)

рис. 6 Модульные фары
Модули представляют собой герметичные самостоятельные оптические элементы, и также как фары бывают линзованными и рефлекторными (рис. 7). Различают моно- и бимодули. В бимодуле (билинзе) реализован одновременно ближний/дальний свет, а переключение происходит перемещением шторки, формирующей светотеневую границу (СТГ) ближнего света (рис. 8 ).

рис. 7 Мономодули	рис. 8 Бимодуль со снятой линзой. Переключение ближний/дальний

Принципиально галогеновый и ксеноновый модули отличаются цоколем лампы и светораспределением внутри светового пучка (для ксенона выше требования по равномерности распределения света на дороге). Также мономодули могут отличаться формой шторки, для ксенона всегда ступенька, для галогена может быть и ступенька, и галка.

рис. 9 Светотеневая граница для галогена и ксенона

Линзованные фары (прожекторная оптика) содержат в своей конструкции собирающую линзу и находят наибольшее предпочтение среди автовладельцев. Безусловно, у линзованных фар есть ряд преимуществ перед рефлекторной оптикой:

— выше КПД, т.е. бОльшая часть света от лампы попадает на дорогу;

— более равномерное освещение дорожного полотна, нет чередующихся светлых и темных пятен;

— шире освещенная часть дорожного полотна, видны обочины по обоим краям дороги;

— более экономное расходование омывающей жидкости из-за меньшего размера очищаемой области фары при использовании омывателя высокого давления;

— стильный современный вид;

Источник

Физические основы действия элементов автомобильной фары и прибора для проверки и регулировки света фар

Несмотря на различия по форме, конструкции, цвету, материалам можно выделить следующее общее устройство фары: корпус, источник света, отражатель (рефлектор) и рассеиватель. Отражатель в конструкции фары отвечает за формирование пучка света. Простейший отражатель имеет параболическую форму. Современные отражатели имеют более сложную форму. Отражатель изготавливается из пластмассы, а для создания зеркальной поверхности наносится тонкая плёнка алюминия и покрывается лаком. Перед лампой на отражателе установлен экран-колпачок, предотвращающий ослепление водителей встречных транспортных средств прямыми лучами лампы.

Рассеиватель пропускает световой поток и в зависимости от конструкции преломляет его. Другая функция рассеивателя – защита фары от внешних воздействий. Сейчас рассеиватели изготавливают из прозрачного пластика, реже из стекла. С внутренней стороны которого выполнена сложная система линз и призм, которые являются простейшими оптическими приборами, которые изучают в теме физики «Геометрическая оптика». Ход лучей в этих приборах рассмотрим ниже.

Схема оптической камеры прибора для проверки и регулировки света фар

Основным узлом прибора для регулировки света фар является оптическая камера. Камера состоит из линзы Френеля 1, фокусирующей свет фар на расположенный от неё на расстоянии 100,500 мм экран 6. Экран снабжен устройством 2 для перемещения в вертикальной плоскости (стойки), а на его поверхности нанесена разметка. В фокусе линзы установлен фотоэлемент 3, который через выключатель 5 подключается к показывающему прибору 4.

Применение линзы Френеля обусловлено тем, что в случае перпендикулярности входящего светового потока к плоскости линзы изображение на измерительном экране при смещении геометрического центра фары относительно центра линзы в пределах ± 30 мм во всех направлениях не изменяется. Это значительно ускоряет процесс проверки, так как отпадает необходимость чёткого совмещения центров линзы и проверяемой фары.

Сила света фонарей (сигналов торможения, габаритных огней, указателей поворотов и аварийной сигнализации и др.) измеряется с помощью пары фотоэлемент — микроамперметр. Модель прибора для проверки света фар ОПК (ГАРО), оснащены устройством для автоматического измерения частоты следования проблесков указателей поворотов.

Ход световых лучей на границе раздела двух сред (отражение и преломление).

Рассмотрим физические теоретические основы действия элементов автомобильной фары и прибора для проверки и регулировки света фар.

Геометрическая оптика – раздел оптики, в котором распространение света рассматривают на основе представлений о свете как о совокупности световых лучей.

Электромагнитные волны, в том числе и световые, могут распространяться не только в вакууме, но и в различных средах. При этом происходит взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Рассмотрим, как проходит свет через границу раздела двух прозрачных сред (например, воздух-вода). Тонкий световой пучок, падая на границу раздела, частично отражается и частично преломляется. Отражение света — явление, в результате которого электромагнитная волна (свет) изменяет направление своего распространения (вплоть до противоположного), оставаясь в первой среде. Законы отражения (рисунок выше):

Преломлением света называют изменение направления распространения волн (света) при переходе из одной среды в другую. Законы преломления:

Ход лучей в линзе Френеля

В приборе для проверки и регулировки света фар в оптической камере установлена линза, являющаяся линзой Френеля. Линза Френеля — сложная составная линза, образованная совокупностью концентрических колец относительно небольшой толщины, примыкающих друг к другу. Сечение каждого из колец имеет форму треугольника, одна из сторон которого криволинейна, и это сечение представляет собой элемент сечения сплошной сферической линзы. Благодаря такой конструкции линза Френеля имеет малую толщину и вес даже при большой угловой апертуре. Сечения колец у линзы строятся таким образом, чтобы снижалась её сферическая аберрация, и лучи точечного источника, помещённого в фокусе линзы, после преломления в кольцах выходят практически параллельным пучком

Призма — оптический элемент из прозрачного материала в форме геометрического тела — призмы, имеющая плоские полированные грани, через которые входит и выходит свет. Свет в призме преломляется. Важнейшей характеристикой призмы является показатель преломления материала, из которого она изготовлена. Простейшим типом призмы является треугольная призма, то есть тело, представляющее собой геометрическую фигуру призма с двумя треугольными основаниями и тремя боковыми гранями в форме прямоугольников. На рисунке приведены примеры хода лучей в призмах в зависимости от их падения на призму.

Фотометрия — раздел физической оптики и метрологии, в котором рассматриваются энергетические характеристики оптического излучения в процессах его испускания, распространения и взаимодействия с веществом.

Поток излучения Φ представляет собой среднюю мощность излучения за время, значительно больше периода колебаний волны; он характеризует полную энергию переносимую электромагнитной волной через какую-либо поверхность за единицу времени: . Единицей потока излучения является 1 Вт (Ватт; 1 ). Мощность излучения, приходящегося на видимый участок спектра (электромагнитные излучения с частотами от 3,9∙10 14 до 7,5∙10 14 Гц или с длинами волн от 760 до 400 нм), воспринимаемого глазом, называют световым потоком Φ₀. В СИ единицей светового потока служит 1 лм (люмен): 1 лм соответствует мощности излучения монохроматического источника на длине волны 555 нм (частоте 5,4∙10 14 Гц), равной .

Сила света вводится в оптике специально как важнейшая характеристика ламп и других точечных источников света. При этом источник называется точечным, если его размеры значительно меньше расстояния от источника до освещаемой поверхности и он излучает свет равномерно во все стороны.

Сила света I точечного источника в данном направлении равна отношению светового потока Φ к телесному углу Ω, внутри которого этот поток распространяется, т.е. .

Если источник точечный, то Ω=4π ср (стерадиан) и , где — полный световой поток, излучаемый источником по всем направлениям. Единицей силы света в СИ служит кандела (кд), определяемая с помощью специального эталонного точечного источника света. Таким образом, по определению, .

Источник

Универсальный ксенон: как это работает? Часть 1

На сегодняшняя время большинство водителей пытаются модернизироваться и улучшить собственное транспортное средство. Многие прибегают к монтажу ксенонового оборудования, будучи убежденными, что оно обеспечивает лучшую освещенность, видимость и безопасность на дороге. Таким образом, большинство водителей приобретают адаптивный ксенон и производят его монтаж на собственные автомобили. Но, давайте попробуем ближе разобраться в том, так ли эффективен монтаж адаптивного, или же как его называют «кустарного» ксенона.

Виды автомобильных фар и их особенности

Большинство автомобилей, которые с завода не комплектуются ксеноновым оборудованием имеют рефлекторный тип оптики и только минимальное количество транспортных средств выпускаются с линзованной, как галогеновой, так и ксеноновой оптикой.

Рефлекторный тип фар.

Рефлекторная автомобильная оптика состоит из лампочки и зеркального отражателя. Такой тип фар работает по принципу распределения светового луча, который излучается лампой в горизонтальной плоскости. Чтобы обеспечивать правильную освещенность дороги и максимальную производительность светового потока, лампа располагается в фокусе рефлектора.

На сегодняшнее время выпускается достаточно большое количество автомобилей с качественной рефлекторной оптикой, отражателем и колбой лампы. Поэтому они обладают высокой производительностью и обеспечивают достаточно хорошую освещенность дорожного полотна.

Различают два вида рефлекторных фар:

Линзованный тип фар.

Данный тип фар очень редко можно встретить на автомобилях, поскольку он обладает большей себестоимостью за счет очень сложного принципа работы и дополнительного оборудования. Такая оптика сконструирована из специального отражателя, имеющего форму эллипса и особой линзы, для рассеивания и однородности излучения светового потока. Такие фары зачастую устанавливаются только на дорогие модели транспортных средств.

Преимущества линзованного типа фар:

Протяженность выдачи луча.

Но, еще раз подчеркнем, что большинство автомобилей комплектуются рефлекторным типом оптики. Именно поэтому, если поставить даже самую качественную ксеноновую лампу, то одновременно однородного, правильного и более насыщенного свечения вы не получите никогда и это необходимо четко понимать. Зачастую, если просто устанавливают в стандартный отражатель ксеноновую лампу, то это грозит появлением засветов, темных участков и свет ослепляется водителей встреченного транспорта.

Классификация автомобильных ламп: краткая характеристика

На сегодняшнее время существует три основных типа автомобильных лампочек, которые часто или же редко используются для оснащения головной оптики транспортных средств.

1. Лампы накаливания или же галогеновые источники.

Это самая распространённая лампа на сегодняшнее время, которой комплектуется огромное количество транспортных средств на всех дрогах мира. Это лампа, которая оснащается вольфрамовой нитью накала, через которую проходит ток и она начинает раскалываться, что и обеспечивает выдачу светового потока. Для усиления света используется смесь инертных газов, которые заполняют колбу лампы.

Совсем недавно такие лампы были единственным источником света для головной оптики автомобиля. Но с развитие технологий и данные изделия стали отходить на второй план. Недостатком таких лампочек являются низкая производительность, небольшой срок эксплуатации в среднем 1000 часов, невысокая яркость светового потока, а также желтоватый оттенок, который портит наружность транспортных средств.

2. Газоразрядные или же ксеноновые источники света.

Данные излучатели также заполняются газом, где большая часть отведена на ксенона. Но, в них нет нити накала, а вместо нее присутствует два электрода, между которыми при подаче мощного высоковольтного импульса активизируется электрическая дуга.

Таким образом, лампа разгорается и обеспечивает выдачу насыщенного и мощного потока света. Основными преимуществами данных источников являются высокая производительность, мощный свет, яркость, белоснежный поток, модернизирующий наружность транспортного средства.

В достоинствам стоит отнести и длительный срок эксплуатации в среднем 2500-4000 часов, а также небольшая мощность потребления энергии автомобиля. К недостаткам данного оборудования можно отнести высокую стоимость, а также многокомпонентность.

Для работы таких источников обязательно необходимы блоки розжига, то есть небольшие трансформаторы. Они обеспечивают подачу мощного импульса, влияющего на быстрейший розжиг ксенонового источника.

3. Светодиодные инновационные лампы.

На сегодняшнее время светодиодные лампы не распространены для использования в головной автомобильной оптике. Это инновационные лампочки, которым не нужно дополнительное оборудование для розжига, не нужно много энергии для работы. Светодиоды обеспечивают выдачу яркого, насыщенного и интенсивного белоснежного потока, не боятся вибраций, не характеризуются высокой температурой нагрева при работе. Также могут служить срок более 10000 часов. Использование в головной оптике данных устройств еще является будущим, но достаточно близким.

Почему именно ксенон пользуется огромной востребованностью?

То, что ксеноновые лампы обладают огромными преимуществами еще не делает их самыми идеальными источниками, которые можно применить в разных транспортных средствах. У таких модернизированных и востребованных источников света для головной оптики существует и много недостатков, о которых должен знать каждый водитель.

Основная проблема и минус таких изделий:

Для того, чтобы активизировалась ксеноновая, она же газоразрядная лампа необходима подача мощного напряжения в среднем 25000 В. Обеспечить это может только дополнительное оборудование, называемое блоком розжига, являющее достаточно сложным и дорогостоящим изделием.

Именно поэтому, если ксеноновое оборудование и устанавливается на неадаптированное под него авто, то могут возникать помехи и проблемы в электронном бортовом компьютере.

Также, стоит отметить, что ксеноновое освещение стоит дорого. При выходе из строя одной лампы менять их необходимо попарно, чтобы сохранить однородную цветность излучения и равномерное распределение луча по дорожному полотну. Обуславливается такая ситуация тем, что ксеноновые лампы со временем немного изменяют цветовой спектр, примерно через 200-400 часов работы.

Еще одной проблемой является и плохое распределение света, выдача нецеленаправленного луча, который падает куда-угодно, но не дорожное полотно. Именно поэтому приходится дополнительно приобретать и автокорректоры фар, способные настраивать положение лампы таким образом, чтобы она обеспечивала выдачу целенаправленного, однородного потока света.

Что вы должны понимать?

При установке ксенонового оборудования на свое транспортное средство, не адаптированное под данное освещение вы должны понимать, что существует опасность такой модернизации. Несмотря на то, что ксеноновое оборудование обеспечивает мощный и интенсивный поток света, при его неправильной установке появляются засветы, ослепления водителей встречных авто. Это приводит к ухудшению безопасности на дороге и часто становится причиной к столкновениям, особенно ночью. Стоит отметить, что часто водители обращаются в СТО, где им регулируют положение лампочек, направляя свет вниз. Но это приводит к тому, что лучи отражаются от мокрого асфальта и также создают нежелательные засветы.

Источник

• ← какую форму имеет кабинет американского президента
• какую форму имеет капля воды в невесомости →