Volkswageni teadus- ja arenduskeskuses Wolfsburgis valitseb saladuskate: telefonide ja sülearvutite kaamerad on teibiga kinni kaetud ning isegi väikseim kõrvalekalle ettenähtud marsruudist pole teretulnud. Meile anti erakordne võimalus tutvuda autovalgustuse viimaste arengutega — tipptasemel esitulede, lampide ja muuga. Esmalt astusid lavale peadisainerid, kes kõik rõhutasid, kui oluline on loominguline vabadus valgustusseadmete esteetikaga töötamisel. Ainuüksi selle valdkonnaga tegeleb kuni 15 majasisest disainerit. Aga mida teevad insenerid?
Autode esitulede lühike ajalugu
Insenerid ei olnud sugugi kõrvalised osalised. Tõeline läbimurre autovalgustuses toimus H4 halogeenlambiga, millel on kaks hõõgniiti, 1971. aastal. Selle nimipäevavalgustus 1 000 luumenit oli toona ületamatu ning H4 on tänaseni kasutusel paljudes soodsamates sõidukites, sealhulgas varasemates Volkswagen Polo mudelites. Valgusallika koguvalgusvoog on peamine tegur, mis määrab, kui hästi esituled teed valgustab — peegelduspinna suurus, kuju, pinna kvaliteet ja difuusorika on teisejärgulised täiustused.
Kuni 1990. aastate alguseni valitsesid H4 ja sarnased halogeenlambi maailmaturge (välja arvatud Ameerika Ühendriigid, kus kehtisid omaenda standardid). Selleks ajaks olid insenerid õppinud valgustusvõimsust maksimeerima täiustatud peegeldajate kujude ja projektormoodulite abil. Järgnesid uued lambid, millest igaüks tõstis tulemuslikkuse latti:
- H7 (1 500 luumenit) — ühe hõõgniidiga, laialdaselt kasutusel nii lähitulede kui ka kaugtulede puhul
- HB3 (1 860 luumenit) — leidub mudelites nagu Kia Rio ja Hyundai Solaris
- H9 (2 100 luumenit) — tulemuslikkuse rekordihoidja halogeenkaugtulede hulgas
Ksenoonirevolutsioon: suure intensiivsusega gaaslahenduslambi valgustus
1991. aastal tutvustasid insenerid ksenooni (HID) lampe — tõeline revolutsioon autovalgustuses. Need tekitavad valgust elektrikaare abil, mitte kuumutatud hõõgniidi kaudu, ning annavad nominaalse 3 200 luumenit, mis on enam kui kolm korda rohkem kui H4 valgustusvõimsus. Kuid ksenooni tehnoloogiaga kaasnesid omad tehnilised väljakutsed:
- Kõrgemad täpsusnõuded optika ja kiire suunamise osas
- Keerulised süüte- ja stabilisaatoriseadmed, mis mõjutavad komponentide paigutust
- Kohustuslikud automaatsed kiirekorrektorid, et mitte pimestada vastassuunas sõitjaid
- Nõutavad esitulede pesemissüsteemid
- Kõrgem üldine hind võrreldes halogeenseadistustega
Vaatamata nendele takistustele osutus kseno väga tõhusaks — eriti koos 2000. aastatel kasutusele võetud kiirepöörde süsteemidega. Hiljem töötati välja väiksema võimsusega 25 W ksenooni standard alternatiivina klassikalisele 35 W variandile, tuues valgusvoo 2 000-luumeniläve piiresse, mis ei nõua automaatkorrektsiooni ega pesemissüsteemi. Siiski võib nende väiksema vatisusega üksuste tegelik valgustusvõimsus olla üsna kesine. Kuulduste järgi tulenes 25 W standardi kehtestamine osaliselt lambitootjate soovist hoida jõude tootmisvõimsust rakkes. Tähelepanuväärne on see, et hästi häälestatud halogeenlambist tulenev külm ja selge valgus jätab sageli soodsama mulje kui odava 25 W ksenooni valgus.
LED-esitulede tõus: kus disain kohtub inseneeriaga
Umbes 15–20 aastat tagasi astusid disainerid tõeliselt tähelepanu keskmesse. Esmalt katsetati esitulede sisekompositsiooni visuaalset kujundust — läbipaistvaid katteid, elegante sisemisi ümarguseid elemente, piklikke ja kiskjale viitavaid siluette. Koos esteetiliste ambitsioone kasvuga kasvas ka vajadus valgusallika järele, mis sobiks peaaegu igasse kujusse. Vastuseks olid LED-id, ja mitte ainult Volkswageni jaoks.
LED-tehnoloogia meelitab nii insenere kui ka disainereid mitmel põhjusel:
- Väiksem energiatarve võrreldes halogeeni ja ksenoonilahendustega
- Pikem kasutusiga — Volkswagen hindab kuni 8 000 töötundi
- Disainipaindlikkus — LED-e saab esitulekarpide sees vabalt kujundada ja paigutada
- Langevad hinnad — algklassi LED-esituled maksavad nüüd vaid marginaalselt rohkem kui võrreldavad halogeenüksused, samas kui 25 W ksenooniüksus ilma korrektorita võib maksta ligi kaks korda rohkem
Maatriks- ja piksli-LED-tehnoloogia: intelligentne esituled
Järgmine suur hüpe tuli maatriksLED-esituledega, mis kasutavad kümneid eraldi juhitavaid dioode, et võimaldada täielikult adaptiivset valguse jaotust. Silmapaistev näide on IQ.Light maatriksmoodul uusimas Touaregis — ligikaudu poole sigaretipaki suurune — mis sisaldab:
- Trükkplaati ja jahutusradiaatorit jahutusventislaatoriga
- 48 lähitulesidioodi
- 27 kaugtulesdioodi
- Täiendavaid külgelemente, mis laiendavad valgust tee valgustamata lõikudesse
See süsteem varjutab automaatselt vastutulevas liikluses sõidukeid kaugtulede kasutamisel ning kohandab pidevalt valguse jaotust vastavalt ilmastikule, kiirusele ja sõitmise trajektoorile. Efektiivne ulatus on ligikaudu 100 meetrit suurem kui 35 W ksenooni puhul.
Veelgi tähelepanuväärsem on mikropiksel-LED — 4×4 mm kiip, mis suudab saavutada Touaregi maatriksmooduli täieliku väljundvõimsuse. Vaid kolme sellise „piksli” dioodiga, millest igaüks toodab 1 024 eraldi minikiirt, on võimalik luua 3 072 lahtriga esitulede maatriks — võrreldes praeguse 75–80 standardiga. Tulevikku vaadates võimaldaksid kuni 30 000 piksli lahutusega vahepealsed maatriksfiltrid:
- Täpselt adaptiivset, reaalajas toimuvat kiire kujundamist
- Eessõiduteele projekteeritud keerangu koridori juhiseid
- Suunatulede ja ohutulesignaalide kuvamist teepinnale
- Valguspõhist suhtlust sõidukite vahel või teeinfrastruktuuriga
Kas teepinnale projekteerimine muutub tavapäraseks, on vaieldav. Teed on niigi visuaalselt ülekoormatud, sertifitseerimisprotsessid on keerukad ning läätsede mis tahes saastumine halvendaks projekteeritud kujutist märkimisväärselt.
Lasertuled: võimsad, kuid kitsa kasutusega
Suure võimsusega LED-prototüübid — kasutades dioode, mis tarbivad 3–4 A võrreldes tänapäeval tavapärase ~1 A-ga — suudavad tihedalt fokuseerituna valgustada kuni 550 meetrit ette. See ulatus oli varem saavutatav ainult lasertuledega, kus laserkiired tabavad fluorestsentsfosforplaati, et tekitada intensiivne, kuid kitsas valgusnupp.
Lasertuled on olnud saadaval umbes viis aastat, peamiselt BMW ja Audi premium-mudelites. Siiski on nende kasutuselevõtt tavasõidukites mitmel põhjusel ebatõenäoline:
- Äärmiselt kõrge hind — Audi A8 laseri valik lisab märkimisväärse lisatasu niigi kallistele maatriksüksustele
- Erialased materjalid ja tootmine, millel puudub selge tee olulisele kuluvähendusele
- Piiratud kasutusala — kitsas kiir on praktiline ainult kaugtulede jaoks
Mida juhid tegelikult tahavad: kiireeelistused ja kohandamine
Tarbijate eelistused valgustusmustrite osas erinevad märkimisväärselt piirkonniti ja isikliku maitse poolest. Kaugtuled tekitavad kõige rohkem arutelu:
- Skandinaavia juhid eelistavad tavaliselt pikkamaa ulatusega, läbitungivaid kiiri, mis sobivad pimedate maateede jaoks
- Kesk- ja Lääne-Euroopa juhid eelistavad sageli laia kiirt, mis loob tugeva valgustatud ruumi tunde
- Lähitule-eelistused jagunevad terava valguse/varju piiri (tüüpiline projektoriüksustele) ja sujuva, hajutatud ülemineku vahel — mõlemad toimivad praktikas võrdselt hästi
Volkswageni eesmärk on anda juhtidele sisuline kontroll kiire käitumise üle. Vaikesätted on häälestatud laia tasakaalu saavutamiseks — kergelt pehmendatud lõikepiir, mis on mõeldud rahuldama võimalikult laia eelistuste spektrit.
Udutulede, esitulede puhastamise ja LED-i kestvuse teemad
Eraldiseisvad udututuled on ohustatud liik — ohverdatud puhtamate kerejoonte nimel. Nende puudumise täielikuks kompenseerimiseks vajab sõiduk kalleid adaptiivseid põhiesitilesid, mis suudavad halva ilma korral ja kurvidest läbisõidul kiirt laiendada. Eelarvemudelitel puudub see adaptiivne võimekus sageli, jättes juhid raskemates tingimustes ilma tähendusrikka täiendava valgusallikaga.
Esitulede puhastamine on samamoodi muutumatu. Praegused pihustipesemissüsteemid on jätkuvalt tööstuse standard ning Volkswagen ei näe lähinägemises suuri ümberkorraldusi. Üks konkreetne väljakutse LED-ide puhul on termiline: erinevalt halogeenist ja ksenoonilambi omadest eraldavad need väga vähe soojust, mistõttu läätsedele kogunev lumi ja jää ei sula loomulikult ära. Sõidukitel, millel on suure võimsusega LED-esituled koos jahutusventislaatoriga, suunatakse see õhuvool sageli läätse pinna mööda kompenseerimiseks.
Kestvuse kohta: kuigi LED-id teoreetiliselt kestavad tavapärastest lampidest märkimisväärselt kauem, on üks oluline praktiline hoiatus — enamik LED-esitulede koosteid on suletud üksused, mille dioodid ei ole vahetatavad. Volkswagen hindab kasutusea 8 000 tunniks, mis vastab ligikaudu 11 aastale kahe tunni päevase kasutuse korral. Intensiivsema kasutuse korral lüheneb see aeg märkimisväärselt. Toyota vahetatavate LED-moodulite kasutuselevõtt hiljutistes Corolla mudelites on tähelepanuväärne erand, millele tasub tähelepanu pöörata, kuna tööstusstandard võib lõpuks selle suunas liikuda.
Tee ees: täielikult LED-põhine tulevik Volkswageni jaoks
Üleminek ainult LED-esituledele Volkswageni mudelipaleti ulatuses on jõudsalt käimas. Disainerite jaoks esindab see enneolematu loomevabadust. Inseneride jaoks avab see uusi piirkondi — eriti sõidukitevaheline suhtlus intelligentse valgustuse kaudu. Kontseptsioonid, mis on juba arenduses või tootmisele lähenenud, hõlmavad:
- Aktiivsete parkimisjuhiste projitseerimine teepinnale
- Teksti- ja visuaalsõnumid tagatulede LED-massiivi kaudu, et suhelda ümbritseva liiklusega
- Adaptiivne valgussignaliseerimine autonoomsete ja poolautonoomsete sõidukite stsenaariumide jaoks
Ostjate juhend: kuidas valida õiged esituled
Peamine sõnum tarbijatele: ärge toetuge ainult tehnoloogiasilditele. Esitulede tüüp on vaid osa loost — kvaliteet varieerub igas kategoorias tohutult. Siin on, mida meeles pidada:
- Halogeentuled ≠ vaikimisi halvemad — tippklassi halogeentuled võivad ületada põhiklassi LED-üksusi
- LED ≠ automaatselt parem kui kseno — eelarve-LED-moodulid võivad jääda hästi projekteeritud HID-süsteemidele alla
- Ilma pesemissüsteemita = alla 2 000 luumeni — esituled ilma puhastussüsteemita on regulatsioonidega tagatud andma vähendatud lähitulevalgustust
- „LED-esituled” on lai mõiste — see võib kirjeldada nii kõrgtehnoloogilist adaptiivset maatrikssüsteemi kui ka odavat algklassi üksust
- Suletud üksused tähendavad pirnide vahetamatust — arvestage pikaajalise omandi kaalutlemisel kogu esitulede koosteansamblite vahetuskuludega
Üks asi on kindel: autode esituled muutuvad targemaks, tõhusamaks ja — kahtlemata — üha ilusamaks.
See on tõlge. Originaalartikli saate lugeda siit: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Avaldatud september 09, 2021 • 8m lugemiseks
