Leyndarmál ríkja á rannsóknar- og þróunarmiðstöð Volkswagen í Wolfsburg: myndavélar á símum og fartölvum eru þaktar með límbandi, og minnsta frávik frá ákveðnum leið er óvelkomið. Við fengum einkarétt innsýn í nýjustu þróun í bílaframljósum — nýjustu forstigar, perur og fleira. Höfuðhönnuðar tóku fyrst til máls og lögðu allir áherslu á hversu mikilvægt það er að hafa sköpunarfrelsi þegar unnið er með fagurfræði ljóstækja. Allt að 15 innanhúss hönnuðar eru eingöngu helgaðir þessum sviði. En hvað með verkfræðingana?
Stutt saga bílaforst
Verkfræðingarnir voru allt annað en þriðji aðili. Raunverulegt framfarastig í bílaframljósum kom með kynningu á H4 halógen tvíþráða peru árið 1971. Nafnlegt lágljósúttak hennar upp á 1.000 lúmen var óviðjafnanlegt á þeim tíma, og H4 er enn í notkun í mörgum hagkvæmum bílum í dag, þar á meðal í fyrstu útgáfum af Volkswagen Polo. Heildarlýsingarúttak frumgjafans er aðalþátturinn í því hversu vel forstigi lýsir upp veginn — flatarmál endurkastara, lögun, yfirborðsgæði og dreifilinsuoptík eru aukaviðbætur.
Fram að byrjun tíunda áratugarins réðu H4 og svipaðar halógenperur heimsmarkaðinum (Bandaríkin undanskilin, sem viðhéldu eigin stöðlum). Á þeim tíma höfðu verkfræðingar lært að hámarka lýsingarúttak með bættum endurkastalögunum og kastara-einingum. Nýjar perur fylgdu í kjölfarið og hækkuðu frammistöðustikuna:
- H7 (1.500 lúmen) — einþráða, víða notuð í bæði lágljósi og háljósi
- HB3 (1.860 lúmen) — finnst í líkönum eins og Kia Rio og Hyundai Solaris
- H9 (2.100 lúmen) — frammistöðumet meðal halógen háljósa
Xenon-byltingin: Háþéttni útlosningarljós
Árið 1991 kynntu verkfræðingar xenon (HID) perur — raunverulega byltingu í bílaframljósum. Þær framleiða ljós með rafboga í stað hitnaðs þráðar og skila nafnlega 3.200 lúmen, meira en þrefalt úttak H4. Hins vegar kom xenon-tæknin með sína eigin tæknilegu áskoranir:
- Hærri nákvæmniskröfur á optík og geislasamræmingu
- Flókin kveikju- og mótstandseiningar sem hafa áhrif á hlutauppröðun
- Skylduleg sjálfvirk geislaleiðréttingar til að koma í veg fyrir blindun mótkomandi bílstjóra
- Nauðsynleg þvottakerfi fyrir forstigar
- Hærri heildarkostnaður samanborið við halógenuppsetningar
Þrátt fyrir þessar hindranir reyndist xenon mjög áhrifaríkt — sérstaklega þegar það var sameinað geislasveiflukerfi sem kynnt voru á 2000-áratugi. Lægri-aflur 25 W xenon-staðall var síðar þróaður sem valkostur við hina klassísku 35 W útgáfuna, sem færir ljósflæðið undir 2.000-lúmen-þröskuldinn sem krefst ekki sjálfvirkrar leiðréttingar eða þvottara. Hins vegar getur raunveruleg framleiðni þessara lægri-watt-eininga verið frekar sljó. Það er getumál að 25 W-staðallinn hafi að hluta til verið knúinn áfram af peruframleiðendum sem vildu nýta auka framleiðslugetu. Það er athyglisvert að kalt, skýrt ljós úr vel stilltu halógenforst gerir oft hagstæðara inntryk en það sem kemur frá ódýru 25 W xenon.
Uppgangur LED-forstiganna: Þar sem hönnun mætir verkfræði
Fyrir um 15–20 árum komust hönnuðar virkilega í sviðsljósið. Þeir gerðu fyrst tilraunir með sjónræna samsetningu forst-innréttinga — gagnsæjar þekjur, glæsilegar innri hringir, löngar og rándýrar silúettar. Þegar fagurfræðilegar metnaðarfullyrðingar jukust, jókst einnig þörfin fyrir ljósgjafa sem gæti passað inn í nánast hvaða lögun sem er. Svarið var LED, og ekki bara fyrir Volkswagen.
LED-tækni höfðar til bæði verkfræðinga og hönnuða af nokkrum lykilástæðum:
- Lægri orkueyðsla samanborið við halógen og xenon
- Lengri þjónustulíftími — Volkswagen áætlar allt að 8.000 klukkustundir í notkun
- Hönnunarsveigjanleiki — LED-ljósin má móta og raða frjálslega innan forstigahúsingsins
- Fallandi verð — grunnlínu-LED-forstigar kosta nú aðeins lítið eitt meira en sambærilegar halógeneiningar, á meðan 25 W xenon-eining án leiðréttingar getur kostað nærri tvöfalt meira
Matrix og Pixel LED-tækni: Hinn gáðgi forstigi
Næsta stóra framfarastig kom með matrix LED-forstigar, sem nota tugi sérstaklega stýrðra díóðna til að gera fulla aðlæga ljósdreifingu mögulega. Einstakt dæmi er IQ.Light matrix-einingin í nýjasta Touareg — um það bil stærð helmings af tóbakspakka — sem inniheldur:
- Rafrás og kælibrjóst með kælivifa
- 48 lágljós-díóður
- 27 háljós-díóður
- Aukahliðareiningar sem lengja ljósið inn á ólýstar hlutar vegarins
Þetta kerfi skyggnir sjálfkrafa á mótkomandi farartæki þegar háljós er virkt og stillir stöðugt ljósdreifingu eftir veðri, hraða og akstursbróf. Áhrifaríkt bil er um 100 metrum meira en með 35 W xenon.
Enn meira athyglisvert er míkrópixel-LED — 4×4 mm flögur sem er fær um að jafnast á við fulla framleiðni matrix-einingar Touareg. Með aðeins þremur slíkum „pixel”-díóðum, sem framleiðir hver 1.024 einstaka mini-geisla, verður forstigamatrix með 3.072 frumum mögulegur — samanborið við núverandi staðal upp á 75–80. Ef litið er lengra fram á við gætu milliskeið matrix-síar með upplausn allt að 30.000 pixlum gert kleift:
- Nákvæm aðlæg, rauntíma geislalögun
- Vörpuð beygingarleiðbeiningar á vegyfirborðið fyrir framan
- Afritunar-vísarnir og hættubiðlarar varpað á vegyfirborðið
- Ljósmiðlun milli farartækja eða við vegamannvirki
Hvort vegyfirborðsvörpun verður almenn er umdeilanlegt. Vegir eru þegar sjónrænt þéttir, vottunarferlarnir eru flóknir, og hvers konar linsu-mengun myndi skerða varpna myndina verulega.
Leysirbeim-forstigar: Öflugir en sérmarkaðsvara
Háafl-LED-frumgerðir — með díóðum sem draga 3–4 A samanborið við ~1 A í dag — geta, þegar þær eru þéttlega beinar, lýst upp allt að 550 metra á undan. Það bil var áður aðeins hægt að ná með leysir-forstigum, þar sem leysirgeislar berast á flúrlýsaný-plötu til að búa til öfluga en þrönga ljóskeilú.
Leysir-forstigar hafa verið til í um fimm ár, fyrst og fremst í úrvalslíkönum frá BMW og Audi. Hins vegar er ólíklegt að notkun þeirra í almennum farartækjum verði víðtæk af nokkrum ástæðum:
- Mjög hár kostnaður — leysir-valkostur Audi A8 bætir verulegum álagi ofan á þegar dýrar matrix-einingar
- Sérfræðiefni og framleiðsla, án skýrrar leiðar að marktækri kostnaðarlækkun
- Takmörkuð notkun — þröngur geislinn er aðeins hagnýtur fyrir háljós
Hvað bílstjórar vilja í raun: Geislaval og sérsniðnar stillingar
Óskir neytenda um ljósmynstur eru mjög mismunandi eftir svæðum og persónulegum smekk. Háljós veldur mestu umræðum:
- Skandinavískir bílstjórar kjósa frekar langar og gegnumfarandi geislar sem henta dökkum dreifbýlisvegum
- Mið- og Vestur-Evrópskir bílstjórar kjósa oft breiða geisla sem skapar sterka tilfinningu fyrir upplýstu rými
- Lágljósóskir skiptast milli skarpra ljós-/skuggatímarka (dæmigert fyrir kastara-einingar) og smám saman, dreifðra breytinga — báðar skila jafn vel í framkvæmd
Markmið Volkswagen er að gefa bílstjórum marktæka stjórn á geislahegðun. Sjálfgefnar stillingar eru stilltar til að ná víðu jafnvægi — lítið eitt mýktur skurður hannaður til að fullnægja sem breiðastum hópi óska.
Þokuljós, forstigaþvottun og endingarsemi LED
Sérstök þokuljós eru í útrýmingarhættu — fórnaðar í þágu hreinnar línufestu á yfirborði yfirbyggingarinnar. Til að bæta að fullu upp fyrir fjarveru þeirra þarf farartæki dýr aðlæg aðalljós sem geta víkkað geislann við slæmar veðuraðstæður og í beygjum. Í ódýrum líkönum er þessi aðlæga geta oft ekki til staðar, sem skilur bílstjóra eftir án marktæks aukalindunargjafa við erfiðar aðstæður.
Þvottun forstiganna er jafn kyrrstæð. Núverandi úðaþvottakerfi halda áfram að vera iðnaðarstaðall, og Volkswagen sér ekki miklar breytingar á sjóndeildarhringinum. Sérstök áskorun með LED-ljósum er varmi: ólíkt halógen- og xenon-perum gefa þær frá sér mjög lítinn hita, þannig að snjór og ís á linsunni bræðast ekki á náttúrulegan hátt. Farartæki með háafl-LED-forstigar sem innihalda kælivifa beina þann loftstraum oft meðfram linsunni til að bæta upp.
Um endingarsemi: þó LED-ljós séu fræðilega séð mun endingartækari en hefðbundnar perur, er til veruleg hagnýt fyrirvari — flestar LED-forstigasamsetningar eru innsiglaðar einingar með ótakvanlegum díóðum. Volkswagen áætlar 8.000 klukkustunda líftíma, sem samsvarar um það bil 11 árum við tveggja klukkustunda daglega notkun. Við þyngri notkun styttist þetta tímabil töluvert. Kynning Toyota á skiptanlegum LED-einingum í nýlegum Corolla-líkönum er athyglisverð undantekning og þess virður að fylgjast með, eftir því sem iðnaðarstaðall gæti að lokum fylgt í kjölfarið.
Leiðin fram á við: Alger LED-framtíð hjá Volkswagen
Umbreytingin yfir í eingöngu LED-forstigar í öllu bílalíkanaúrvali Volkswagen er vel hafin. Fyrir hönnuðum felur það í sér fordæmalaust sköpunarfrelsi. Fyrir verkfræðinga opnast nýjar leiðir — sérstaklega á sviði bíll-til-bíll-samskipta í gegnum gáðgjalt ljós. Hugmyndir sem þegar eru í þróun eða nálgast framleiðslu innihalda:
- Vörpun á virkar bílalagningarleiðbeiningar á vegyfirborðið
- Texta- og sjónrænar skilaboð í gegnum LED-röðir í aftarljósum til að eiga samskipti við umferð í kringum bifreiðina
- Aðlæg ljóssending fyrir sjálfvirk og hálf-sjálfvirk aksturssviðsmyndir
Kaupendahandbók: Hvernig á að velja réttu forstigana
Lykilniðurstaðan fyrir neytendur: treystið ekki á tæknimerkingar einar saman. Tegund forstiganna er aðeins hluti af sögunni — gæði eru mjög mismunandi innan hverrar flokks. Hér er hvað ber að hafa í huga:
- Halógen ≠ lakari sjálfkrafa — toppstig halógen-forstigar geta farið yfir grunnlínu-LED-einingar
- LED ≠ sjálfkrafa betri en xenon — ódýrar LED-einingar geta fallið skammt af vel hönnuðum HID-kerfum
- Enginn þvottari = undir 2.000 lúmen — forstigar án þvottakerfis eru samkvæmt reglugerð tryggðir að framleiða minnkað lágljósúttak
- „LED-forstigi” er vítt hugtak — það getur lýst háþróaðu aðlægu matrix-kerfi eða ódýrri grunnlínu-einingu
- Innsiglaðar einingar þýða engar perubreytingar — taktu tillit til kostnaðar við fulla forstigasamsetningarskipti þegar eignarhaldstímabil er metið
Eitt er víst: bílaforstigi verður snjallari, skilvirkari og — án efa — sífellt fallegri.
Þetta er þýðing. Þú getur lesið frumtextann hér: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Published September 09, 2021 • 8m to read
