В США направление светового пучка света ближнего света регламентируется только по углу наклона (из-за чего фары положено регулировать только по вертикали), поэтому зона освещения перед автомобилем получается почти симметричной. Из-за этого ближний свет фар на американских машинах часто воспринимается как дальний. Стандарт Европейской Экономической Комиссии (ЕЭК) предписывает более низкий допустимый уровень ослепления встречных водителей, чем в США. В отличие от европейских, ближний свет североамериканских фар распределяется почти симметрично. Световые приборы, предназначенные для США, маркируются аббревиатурой DOT (Department Of Transport – Министерство транспорта США). Поскольку в США обращают повышенное внимание на освещение дорожных знаков и разметки, то поэтому разрешен более высокий допустимый уровень эффекта ослепления для водителей встречного транспорта. Принципиальное различие в требованиях к образованию светового потока света ближнего света между европейской и американской системами светораспределения представлено согласно рисунку 1.
Рисунок 1 – Требования к образованию асимметричного светового потока света встречного разъезда (ближнего света)
В американской системе в качестве отражателя, также как и в европейской, используется вогнутое параболическое зеркало. Нити накаливания симметричного дальнего света в обеих системах светораспределения – европейской и американской – находятся в фокусе параболоида вращения. При европейском светораспределении нить ближнего света смещена вперед относительно фокуса, а снизу закрыта экраном. При американском светораспределении нить ближнего света смещена относительно фокуса отражателя влево и вверх (по ходу движению автомобиля) [1] в соответствии с рисунком 2.
Рисунок 2 – Ход световых лучей в оптической системе фар
с «американским» светораспределением
Согласно рисунку 3, а представлен герметизированный оптический элемент с американским светораспределением. Диаметр оптического элемента ФГ122 равен 180 мм.
Он может устанавливаться в фары типа ФГ122 автомобилей УАЗ, ГАЗ, ЗИЛ, Урал, КрАЗ, автобусов ПАЗ и некоторых других машин. Применяется в основном на устаревших модификациях основных марок отечественных автомобилей. Взаимозаменяем с ФГ140 (оптический элемент с европейским светораспределением), с ФГ105 (оптический элемент с американским светораспределением).
а б
а – оптический элемент ФГ122; б – расположение призм и линз по поверхности его рассеивателя; 1 – отражатель; 2 – рассеиватель; 3 – гайка; 4 – установочный выступ (3 выступа по окружности)
Рисунок 3 – Оптический элемент ФГ122
Следует помнить, что на автомобиле обе фары головного освещения должны иметь одну и ту же систему светораспределения. Иначе фары будет достаточно тяжело правильно отрегулировать так, чтобы они на ближнем свете хорошо освещали дорогу и при этом не слепили водителей встречного транспорта.
Отражатель 1 (рисунок 3) имеет такое же устройство, как и отражатель оптического элемента ФГ140 с европейским светораспределением. Отличаются отражатели оптических элементов ФГ122 и ФГ140 только посадочными кольцами под установку лампы накаливания.
Световой пучок ближнего света в американской системе размыт, четкой светотеневой границы не имеет. Из-за особенностей размещения нити ближнего света относительно фокуса отражателя пучок отраженных лучей разделяется на две основные части. Одна часть отраженного светового пучка направлена вправо и вниз относительно оптической оси фары. Другая часть отраженного светового пучка направлена влево и вверх (рисунок 2) и попадает в зону расположения глаз водителя встречного транспорта. Увеличение угла рассеивания отраженного светового потока вызывает необходимость вторичного светораспределения рассеивателем 2 с более сложной системой линз и призм, чем при европейском светораспределении. Расположение призм и линз по поверхности рассеивателя представлено в соответствии с рисунком 3, б.
Для уменьшения слепящего действия прямых и отраженных вдоль оптической оси лучей света при работе в режиме дальнего или ближнего света в центре рассеивателя имеется составная прямоугольная линза. Она, в свою очередь, набрана из узких цилиндрических линз. С той же целью у оптического элемента ФГ105-3711200-Л (устанавливается в головной фаре автомобиля
ГАЗ-21) в центре рассеивателя согласно рисунку 4 выполнена линза.
Рисунок 4 – Рассеиватель оптического элемента ФГ105-3711200-Л
Оптический элемент ФГ122, так же как и другие оптические элементы, неразборный. Рассеиватель приклеен к отражателю с помощью герметизирующего клея. Оптический элемент в корпус фары устанавливается только в одном положении: цифровые и буквенные знаки маркировки, нанесенные на рассеиватель, должны занимать строго вертикальное положение (на рассеивателе в соответствии с рисунком 3, б нанесена надпись «ВЕРХ»). Кроме того, на наружной стороне отражателя по окружности его максимального сечения, к которому приклеен рассеиватель, имеются три установочных выступа 4 (рисунок 3, а). Выступы и три паза установочных установочного кольца в корпусе фары расположены не равномерно по окружности, поэтому оптический элемент может быть установлен в корпус фары только в одном положении.
В оптическом элементе ФГ122 установлена представленная в соответствии с рисунком 5 лампа фары А24-60+40 с двумя нитями накаливания – ближнего и дальнего света.
а б
а – лампа А24-60+40; б – фланцевый цоколь лампы; 1 – нить дальнего света; 2 – нить ближнего света; 3 – экран; 4 – колба; 5 – фланцевый цоколь; 6 – установочный паз; 7 – выводы
Рисунок 5 – Лампа фары А24-60+40
У двухнитевой лампы накаливания А24-60+40 в соответствии с рисунком 5, а нить 1 дальнего света дугообразной формы помещена в фокусе параболоидного отражателя. Нить 2 ближнего света цилиндрической формы размещена выше нити 1 дальнего света, расположена впереди и смещена от нити 1 дальнего света влево по ходу движения автомобиля. Благодаря этому ось светового потока ближнего свет наклонена вниз и смещена в сторону правой обочины дороги, а светораспределение является асимметричным.
Экран 3 прямых лучей, установленный на электродах нитей накала, как и составная прямоугольная линза в центре рассеивателя, уменьшает слепящее действие света фары на водителя встречного транспорта при работе в режиме дальнего или ближнего света. Лампы фар с американским светораспределением могут изготавливаться без экрана 3. При формировании светового пучка как ближнего, так и дальнего света при американском светораспределении используется вся рабочая поверхность отражателя.
Выводы 7 лампы (рисунок 5, б) имеют форму дисков, которые расположены на изоляторе цоколя лампы. Одним концом каждая нить накала припаяна к цоколю лампы и, следовательно, соединяется с «массой» автомобиля. Другие концы нитей припаяны к изолированным от «массы» выводам 7. На фланцевом цоколе лампы (рисунок 5, а) вырублен специальный установочный паз 6. А на посадочном кольце 2 отражателя 1 в соответствии с рисунком 6, а имеется фиксирующий выступ 3. Благодаря фланцевому цоколю 6 лампа в оптическом элементе согласно рисунку 6, а может быть установлена только в одном определенном положении.
а б
а – установка лампы в оптический элемент ФГ122; б – переходник и гайка; 1 – оптический элемент; 2 – посадочное кольцо; 3 – установочный выступ; 4 – переходник; 5 – гайка;
6 – фланцевый цоколь лампы
Рисунок 6 – Установка и фиксация лампы в оптическом элементе ФГ122
Далее, после установки лампы, устанавливается герметизирующее резиновое кольцо и переходник 4, необходимый для подсоединения источника света к штекерному разъему фары. Лампа и переходник 4 фиксируются в необходимом положении с помощью гайки 5 (рисунок 5, б), вворачиваемой в резьбу посадочного кольца 2 (рисунок 5, а) оптического элемента.
В соответствии с рисунками 7, а, б представлены в сравнении лампы фар головного освещения с американским и европейским светораспределением.
На ряд автомобилей, производимых за рубежом, устанавливают фары с американским светораспределением. Их лампы накаливания имеют унифицированный фланцевый цоколь с двумя базовыми опорными поверхностями, представленный согласно рисунку 7, в.
а б в
а – лампа А24-60+40
фары головного освещения с «американским» светораспределением;
б – лампа А-24-55+50 фары головного освещения с «европейским» светораспределением;
в – лампа фары («американское» светораспределение) с унифицированным фланцевым цоколем с двумя базовыми опорными поверхностями
Рисунок 7 – Лампы фар головного освещения с американским
и европейским светораспределением света встречного разъезда
Основные недостатки рассмотренных систем светораспределения света ближнего света [1, 2] представлены в соответствии с рисунком 8.
Рисунок 8 – Основные недостатки систем светораспределения света
встречного разъезда
Европейская система светораспределения по сравнению с американской хорошо освещает правую часть дороги, обочину и вызывает меньшее слепящее воздействие на водителей встречного транспорта. При движении автомобиля по неровной дороге колебания светотеневой границы быстро утомляют зрение водителя. Американская система с размытым световым пучком ближнего света менее чувствительна к неровностям дороги. При встречном разъезде автомобилей с различными системами распределения ближнего света водители автомобилей с фарами европейского типа испытывают ослепление в большей степени.
Библиографический список
- Данов, Б. А. Электрооборудование военной автомобильной техники [Текст] / Б. А. Данов, В. Д. Рогачёв, Н. П. Шевченко – Рязань : Военный автомобильный институт, 2005. – 598 с.
- Туревский, И. С. Электрооборудование автомобилей. Учебное пособие [Текст] / И. С. Туревский, В. Б. Соков, Ю. Н. Калинин – М. : ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 368 с.