Історія автомобільного світла

Автомобільні освітлювальні прилади беруть свій початок з 19-го століття. А історія походження лінзованих фар має коріння ще з 18-го століття... Ну, давайте розглянемо все по порядку!
Автомобільна світлотехніка — комплекс світлової техніки, що використовується для сигналізації та освітлення. Автомобільне освітлення монтується в передній, задній, а також у бокових частинах транспортного засобу у вигляді фар або ліхтарів. Установка може бути як виступаючим елементом кузова автомобіля, так і захована у рівень.
Ще з часів створення перших транспортних засобів, кінських карет і возів, постало питання про цілодобове використанні цих засобів для виконання тих чи інших завдань. Ось і тоді вже люди стали придумувати рішення як освітлювати дорогу в нічний час для безпечного руху. Першими стали ліхтарі світильниками на краях карет з металу і скла з свічковими і олійними пальниками. Це було вкрай не ефективно і незабаром були замінені гасовими пальниками. Світла від яких пальників було більше, але все одно не достатньо.

Льотчик і авіаконструктор Луї Блеріо в 1896 році запропонував використовувати ацетиленові світильники. Подібні світильники до того часу використовувалися в якості паровозних прожекторів. Ацетилен - це газ, який виходить дуже простим шляхом. Згадаємо дитинство, ми "тягли" з будівництва карбід. Ховали в пластикову банку з-під прального порошку з отвором. Заливали карбіт водою або слиною, щільно закривали кришку і через кілька секунд підносили запалений сірник до отвору в банку. Відбувався шалений вибух. Мало хто з нас тоді розумів, що через отвір у банку як раз і виділявся газ - ацетилен.

Так от, в той час, для одержання ацетилену використовувався спеціальний бак, встановлений на підніжці карети з боку водія, який засипався карбід кальцію і вода. Для включення фар водієві доводилося відкривати кран подачі ацетилену, відкривати фари і запалювати вбудовані в них гноти сірником.
Рідкісне фото американська карбідна лампа кінця XIX початку XX століття. Їх встановлювали на карети, автомобілі і навіть на велосипеди.

У 1879 році американський винахідник Томас Едінсон патентує лампу з платиновою ниткою. У 1880 році він повертається до вугільного волокна і створює лампу з часом життя 40 годин. Підбираючи матеріал для нитки, Едісон провів близько 1500 випробувань різних матеріалів, а потім ще близько 6000 дослідів по карбонізації різних рослин. А в 1890-х роках учений А. Н. Лодигін винайшов кілька типів ламп з нитками розжарення з тугоплавких металів. Лодигін запропонував застосовувати в лампах нитки з вольфраму (саме такі застосовуються у всіх сучасних лампах) і молібдену і закручувати нитку накалювання у вигляді спіралі. Він зробив перші спроби відкачувати з ламп повітря, що зберігало нитка від окислення і збільшувало їх термін служби в багато разів. Перша американська комерційна лампа з вольфрамовою спіраллю згодом проводилася за патентом Лодигіна компанією General Electric. Також ними були виготовлені і газонаповнені лампи з вугільною ниткою і заповнені азотом).

Починаючи з 1920 років стали використовуватися електричні лампи не тільки в побуті, а й в автомобільній промисловості. Фари, що мають лампи розжарювання, представляли собою прожектори, які сліпили зустрічних водіїв. При роз'їзді із зустрічним автомобілем водієві доводилося нахиляти фари вниз, використовуючи для цього спеціальний важіль з тросовим або гідравлічним механізмом. Надалі даний вид маніпуляції став називатися корекцією світла фар. Інший спосіб зниження засліплення був заснований на зменшенні інтенсивності світіння шляхом зниження струму розжарення ламп за допомогою реостата. Але всі ці хитрощі відволікали водія, і не давали можливості встановити фари після зміни у вихідне положення.

На більш дорогі машини встановлювалися індивідуальні фари для ближнього і дальнього світла. Потужність таких фар була різна: для ближнього світла становила 30 Вт, для дальнього 50 Вт. Кут пучка фар ближнього світла встановлювався для освітлення дороги на 15-20 метрів вперед, в той час як світло дальнього — на 40-60 метрів. Це дозволяло водієві набагато зручніше перемикати фари на потрібний режим освітлення.

Потужність і дальність світла вдалося збільшити використовуючи розробки Івана Петровича Кулібіна (1735 - 1818 р. ж.) в області параболічного відбивача. Таким чином фара має параболічний рефлектор і лінза могла висвітлювати на кілька сотень метрів і при цьому не засліплювала зустрічних водіїв.
Далі конструктори не зупинилися на досягнутому. У 1925 році фірма Bocsh випустила першу двохниткову лампу яка поєднувала в собі ближнє і дальнє світло. Це була лампа прадід сучасного типу лампи з цоколем Н4. В цей же час голландська фірма Philips зробила теж саме.

У 1962 році компанія Hella представила першу автомобільну галогенну лампу. Колба такої лампи заповнюється галогенідами – газоподібними сполуками йоду або брому, що перешкоджають активному випаровування вольфраму з нитки розжарювання. У підсумку світловіддача «галогенки» зросла в півтора рази порівняно з лампами попередніх поколінь, а ресурс – відразу вдвічі, знизилася тепловіддача, та ще й сама лампа стала набагато компактніше! Галогенні лампи досі залишаються «золотим стандартом» в області автомобільної світлотехніки.

 
Інший напрям модернізації освітлювальної техніки полягав у зміні форми фари. Якщо раніше всі фари мали круглий профіль, то починаючи з 1961 року Citroen спробував квадратні фари. Це дозволило поліпшити аеродинаміку автомобіля і посилити світловий потік завдяки світловідбивача Hella еліпсоїдної форми з двома осями, де дві пари променів з різних фокусів з'єднувалися в одну збираючу лінзу. А в 1986 році на автомобілі BMW встановлювали тривісні фари.

За даними вчених та інженерів конструкторів саме лінзовані фари дають максимальний ефект світіння фар і найменший відсоток осліплення зустрічних водіїв. Але із-за недешевого виробництва - не всі моделі авто можуть собі дозволити мати лінзовану оптику в фарах.
Завдяки зростанню виробництва автомобільних лінз, не призначених для штатних фар, зараз практично будь-який власник автомобіля може собі дозволити встановити лінзи в фари. Так, цю процедуру повинні проводити тільки кваліфіковані СТО і автосервіси, але сам факт - це реально.
Світло лінзованих фар.

На початку в лінзованих фарах застосовувалися галогенові лампи. Першим серійним автомобілем який використовував ксенонові лампи був BMW 750і 1991 року випуску.

Але, які би не були ефективні ксенонові лампи, – майбутнє, на думку фахівців, за фарами на основі світлодіодів. Інженери Philips, наприклад, заявляють, що вже найближчим часом такі фари витіснять не тільки «ксенон», але і галогенові лампи. Світлодіоди споживають менше енергії, ніж традиційні лампи, а служать чи не на порядок довше. Але головне – конструкція світлодіодних фар простіша, ніж ксенонових, а також у них практично відсутня характерна для «ксенону» інерція при включенні.

Першими серійними автомобілями з оптикою на світлодіодах були, як водиться, люксові моделі. У 1992 році BMW 3-Series Cabrio отримав центральний світлодіодний стоп-сигнал, на початку 2000-х на Audi A8 W12 з'явилися світлодіодні денні ходові вогні. А на Lexus LS 600h 2008 року передні блок-фари вперше в світі стали повністю світлодіодними.
 

Ще один "стандарт майбутнього", про який не можна не сказати: на концептах німецьких виробників – Audi і BMW вже використовуються лазерні фари.

І якщо Audi зі слів виконавчого директора Руперта Штадлера збирається оснащувати лазерною оптикою серійні моделі, але не називає ніяких конкретних дат, то в BMW вже пропонують лазерні фари в якості опції для спортивного гібрида i8.

На виставці споживчої електроніки CES в Лас-Вегасі під час демонстрації концепт-кара Audi Sport quattro, оснащеного інноваційними фарами, компанія виробник розповіла про особливості лазерних діодів від традиційних, згадавши дальність освітлення – фантастичні 500 метрів!

Економічність, компактність і велика інтенсивність світла — ось безумовні козирі лазерної оптики. Звичайно ніхто не будт світити лазером в очі зустрічному потоку, тим більше що рішення, як зробити роботу цих елементів безпечними, вже є. І цілком можливо, що коли-небудь ми будемо включати лазери в своїх авто так привично, як і зараз включаємо звичайні фари. З ними тепліше і світліше навіть у саму темну і холодну ніч. Хтось мені сказав, що  "Якщо двигун - це серце автомобіля, то фари — його душа". Кращого визначення не придумаєш.
А поки самим прогресивним і доступним на нинішній день залишаються Bi-Led лінзи. Це поєднання лінзи і світлодіода - прекрасний симбіоз двох технологій і мабуть найуспішний!!!

Всі матеріали (ресурси, інформація) і програмні продукти, розміщені на сайті smpower.com.ua взяті з відкритих джерел. Автор: Сергій Кричун.