Slaptumas viešpatauja „Volkswagen” mokslinių tyrimų ir plėtros centre Volfsburge: telefonų ir nešiojamųjų kompiuterių kameros užklijuotos juosta, o net menkiausias nukrypimas nuo numatyto maršruto yra nepageidaujamas. Mums buvo suteikta išskirtinė galimybė susipažinti su naujausiais automobilių apšvietimo pokyčiais — pažangiausiomis žibintų technologijomis ir ne tik. Pirmieji kalbą ėmė vyriausiieji dizaineriai — visi jie pabrėžė, kaip svarbu turėti kūrybinę laisvę dirbant su apšvietimo prietaisų estetika. Vien šiai sričiai skiriama net 15 vidaus dizainerių. Tačiau ką gi galvoja inžinieriai?
Trumpa automobilių žibintų istorija
Inžinieriai tikrai nebuvo pašaliniai asmenys. Tikrasis proveržis automobilių apšvietimo srityje įvyko pristatant H4 halogeninę dvigubos siūlelės lempą 1971 m. Jos nominalus artimųjų šviesų srautas — 1 000 liumenų — tuo metu neturėjo lygių, o H4 iki šiol naudojama daugelyje ekonomiškų transporto priemonių, įskaitant ankstyvąsias „Volkswagen Polo” versijas. Bendra šviesos išeiga iš šaltinio yra pagrindinis veiksnys, lemiantis, kaip gerai žibintas apšviečia kelią — reflektoriaus plotas, forma, paviršiaus kokybė ir difuzoriaus optika yra antriniai patobulinimai.
Iki dešimtojo dešimtmečio pradžios H4 ir panašios halogeninės lempos dominavo pasaulinėse rinkose (išskyrus Jungtines Valstijas, kurios laikėsi savų standartų). Tuo metu inžinieriai išmoko didinti šviesos išeigą tobulinant reflektorių formas ir projektoriaus modulius. Pasirodė naujos lempos, kiekviena pakėlė efektyvumo kartelę aukščiau:
- H7 (1 500 liumenų) — vieno siūlelio, plačiai naudojamas tiek artimųjų, tiek tolimųjų šviesų žibintuose
- HB3 (1 860 liumenų) — naudojamas tokiuose modeliuose kaip „Kia Rio” ir „Hyundai Solaris”
- H9 (2 100 liumenų) — halogeninių tolimųjų šviesų lempų našumo rekordininkas
Ksenono revoliucija: didelio intensyvumo išlydžio apšvietimas
1991 m. inžinieriai pristatė ksenono (HID) lempas — tikrą revoliuciją automobilių apšvietimo srityje. Jos generuoja šviesą elektriniu lanku, o ne kaitinamuoju siūleliu, ir užtikrina nominalų 3 200 liumenų srautą — daugiau nei tris kartus daugiau nei H4. Tačiau ksenono technologija turėjo savų techninių iššūkių:
- Didesni optikos ir šviesos pluošto lygiavimo tikslumo reikalavimai
- Sudėtingi uždegimo ir balasto blokai, turintys įtakos komponentų išdėstymui
- Privalomi automatiniai šviesos pluošto korekcijos įrenginiai, kad nebūtų akinami priešais važiuojantys vairuotojai
- Privaloma žibintų plovimo sistema
- Didesnė bendra kaina, palyginti su halogeniniais įrenginiais
Nepaisant šių kliūčių, ksenono technologija pasirodė labai veiksminga — ypač derinama su šviesos pluošto posūkio sistemomis, pristatytomis 2000-aisiais. Vėliau buvo sukurtas mažesnės galios 25 W ksenono standartas kaip alternatyva klasikiniam 35 W variantui — šviesos srautas sumažintas iki 2 000 liumenų ribos, kuriai nereikia automatinio korekcijos įrenginio ar plovyklos. Tačiau šių mažesnės galios įrenginių faktinė išeiga gali būti gana nuvilianti. Sklando gandai, kad 25 W standartas iš dalies buvo paskatintas lempų gamintojų, siekusių panaudoti laisvas gamybos pajėgumus. Įdomu tai, kad gerai suderintos halogeninės lempos šalta, krištolinė šviesa dažnai daro palankesnį įspūdį nei biudžetinio 25 W ksenono šviesa.
LED žibintų kilimas: kai dizainas susitinka su inžinerija
Maždaug prieš 15–20 metų dizaineriai tikrai atsidūrė dėmesio centre. Pirmiausia jie eksperimentavo su žibintų interjero vizualine kompozicija — skaidriais dangteliais, elegantiškais vidiniais apskritimais, pailgomis ir plėšriškomis siluetų formomis. Augant estetiniams siekiams, augo ir poreikis šviesos šaltiniui, tinkamam beveik bet kokiai formai. Atsakymas buvo šviesos diodai (LED) — ir ne tik „Volkswagen”.
LED technologija patraukli tiek inžinieriams, tiek dizaineriams dėl kelių pagrindinių priežasčių:
- Mažesnės energijos sąnaudos, palyginti su halogeniniais ir ksenono žibintais
- Ilgesnis tarnavimo laikas — „Volkswagen” įvertinimu, iki 8 000 valandų eksploatacijos
- Dizaino lankstumas — LED galima formuoti ir laisvai išdėstyti žibinto korpuse
- Krintančios kainos — pradinio lygio LED žibintai dabar kainuoja vos šiek tiek daugiau nei panašūs halogeniniai įrenginiai, o 25 W ksenono įrenginys be korekcijos gali kainuoti beveik dvigubai daugiau
Matricos ir pikselių LED technologija: intelektususis žibintas
Kitas didelis šuolis — matricos LED žibintai, kuriuose naudojamos dešimtys atskirai valdomų diodų, leidžiančių visiškai adaptyviai skirstyti šviesą. Išsiskiriantis pavyzdys — IQ.Light matricos modulis naujausiniame „Touareg” — maždaug cigarečių pakelio pusės dydžio — kurį sudaro:
- Grandinės plokštė ir šilumos kriauklė su aušinimo ventiliatoriumi
- 48 artimųjų šviesų diodai
- 27 tolimųjų šviesų diodai
- Papildomi šoniniai elementai, pratęsiantys šviesą į neapšviestas kelio atkarpos dalis
Ši sistema automatiškai užtemdo priešais einančias transporto priemones, kai įjungtos tolimosios šviesos, ir nuolat koreguoja šviesos pasiskirstymą pagal oro sąlygas, greitį ir vairavimo trajektoriją. Efektyvus apšvietimo diapazonas yra maždaug 100 metrų didesnis nei naudojant 35 W ksenoną.
Dar įspūdingesnis — mikropikselių LED — 4×4 mm lustas, galintis atitikti visą „Touareg” matricos modulio išeigą. Naudojant vos tris tokius „pikselių” diodus, kurių kiekvienas generuoja 1 024 atskirus mini spindulius, galima sukurti 3 072 celių žibinto matricą — palyginti su dabartiniu 75–80 standartu. Žvelgiant toliau į ateitį, tarpiniai matricos filtrai, kurių raiška siekia iki 30 000 pikselių, galėtų leisti:
- Tikslų adaptyvų šviesos pluošto formavimą realiuoju laiku
- Posūkio koridorių gidų projekciją ant kelio paviršiaus priekyje
- Posūkio signalų ir avarinių įspėjimų atspindėjimą ant kelio paviršiaus
- Šviesa grįstą ryšį tarp transporto priemonių arba su kelių infrastruktūra
Ar projekcija ant kelio paviršiaus taps įprasta — tai diskutuotinas klausimas. Keliai ir taip yra vizualiai perkrautos erdvės, sertifikavimo keliai sudėtingi, o bet koks objektyvo užteršimas reikšmingai pablogintų projektuojamą vaizdą.
Lazeriniai žibintai: galingi, tačiau nišiniai
Didelio galingumo LED prototipai — naudojantys diodus, sunaudojančius 3–4 A, palyginti su šiandien įprastu ~1 A — tiksliai sufokusuoti gali apšviesti iki 550 metrų priekyje. Anksčiau toks diapazonas buvo pasiekiamas tik naudojant lazerinius žibintus, kuriuose lazerio spinduliai atsimuša į fluorescencinę fosforo plokštelę, generuodami intensyvų, tačiau siaurą šviesos konusą.
Lazeriniai žibintai prieinami maždaug penkerius metus, daugiausia aukščiausios klasės „BMW” ir „Audi” modeliuose. Tačiau jų plitimas masinės rinkos transporto priemonėse išlieka mažai tikėtinas dėl kelių priežasčių:
- Itin didelė kaina — „Audi A8″ lazerinio varianto parinktis prideda didelę priemoką prie ir taip brangių matricos įrenginių
- Specialistų medžiagos ir gamyba, be aiškaus kelio reikšmingam kainos mažinimui
- Ribotas pritaikymas — siauras pluoštas praktiškas tik tolimųjų šviesų naudojimui
Ko iš tikrųjų nori vairuotojai: šviesos pluošto nuostatos ir pritaikymas
Vartotojų nuostatos dėl šviesos modelių labai skiriasi priklausomai nuo regiono ir asmeninio skonio. Daugiausiai diskusijų kelia tolimosios šviesos:
- Skandinavijos vairuotojai linkę teikti pirmenybę tolimoms, skvarbioms šviesos juostoms, tinkamoms tamsiems kaimo keliams
- Vidurio ir Vakarų Europos vairuotojai dažnai teikia pirmenybę platiems pluoštams, kurie sukuria stiprų apšviestos erdvės jausmą
- Artimųjų šviesų nuostatos skyla tarp aštrių šviesos ir šešėlio ribų (būdingų projektoriaus blokams) ir laipsniškų, išsklaidytų perėjimų — abi praktikoje veikia vienodai gerai
„Volkswagen” tikslas — suteikti vairuotojams prasmingą šviesos pluošto elgsenos kontrolę. Numatytieji nustatymai sureguliuoti siekiant plataus balanso — šiek tiek sušvelnintos ribos, skirtos patenkinti kuo didesnį vartotojų nuostatų spektrą.
Rūko žibintai, žibintų valymas ir LED ilgaamžiškumas
Atskiri rūko žibintai yra nykstanti rūšis — paaukota siekiant švaresnių kėbulo linijų. Norint visiškai kompensuoti jų nebuvimą, transporto priemonei reikia brangių adaptyvių pagrindinių žibintų, galinčių platinti šviesos pluoštą esant blogam orui ir posūkiuose. Biudžetiniuose modeliuose ši adaptyvaus apšvietimo galimybė dažnai nepasiekiama, paliekant vairuotojus be reikšmingo antrinio šviesos šaltinio nepalankiomis sąlygomis.
Žibintų valymas taip pat išlieka statiškas. Dabartinės purkštukų plovimo sistemos išlieka pramonės standartu, o „Volkswagen” nemato didelių permainų horizonte. Vienas specifinis iššūkis su LED yra terminis: skirtingai nei halogeninės ir ksenono lempos, jos skleidžia labai mažai šilumos, todėl sniegas ir ledas ant objektyvo natūraliai nesilydo. Transporto priemonės su didelio galingumo LED žibintais, turinčiais aušinimo ventiliatorių, dažnai nukreipia tą oro srautą palei objektyvo paviršių kompensacijai.
Apie ilgaamžiškumą: nors teoriškai LED ilgaamžiškumas gerokai viršija įprastų lempų, yra svarbi praktinė išlyga — dauguma LED žibintų mazgų yra hermetiški blokai su nepakeičiamais diodais. „Volkswagen” įvertinimu, tarnavimo laikas siekia 8 000 valandų, tai atitinka maždaug 11 metų naudojant po dvi valandas per dieną. Esant intensyvesniam naudojimui, tas laikotarpis žymiai sutrumpėja. Reikšminga išimtis — „Toyota” įdiegti pakeičiami LED moduliai naujausiuose „Corolla” modeliuose, į ką verta atkreipti dėmesį, nes pramonės standartas ilgainiui gali pasekti šiuo pavyzdžiu.
Kelias į priekį: visa LED ateitis „Volkswagen”
Perėjimas prie išimtinai LED žibintų visoje „Volkswagen” modelių gamoje yra gerai pažengęs. Dizaineriams tai reiškia precedento neturinčią kūrybinę laisvę. Inžinieriams tai atveria naujus horizontus — ypač transporto priemonių tarpusavio ryšio per intelektualiojo apšvietimo sritį. Jau kuriami arba artėjantys prie gamybos konceptai apima:
- Aktyvių parkavimo gairių projekciją ant kelio paviršiaus
- Tekstinius ir vizualinius pranešimus per galinių žibintų LED matricas, siekiant komunikuoti su aplinkine eismu
- Adaptyvių šviesos signalų naudojimą autonominio ir pusiau autonominio vairavimo scenarijuose
Pirkėjo vadovas: kaip pasirinkti tinkamus žibintus
Pagrindinis patarimas vartotojams: nepasikliaukite vien technologijų etiketėmis. Žibinto tipas yra tik dalis istorijos — kokybė labai skiriasi kiekvienoje kategorijoje. Ką reikia turėti omenyje:
- Halogeninis ≠ prastesnis pagal numatymą — aukščiausios klasės halogeniniai žibintai gali pranokti pagrindinius LED įrenginius
- LED ≠ automatiškai geresnis nei ksenono — biudžetiniai LED moduliai gali būti prastesni nei gerai suprojektuotos HID sistemos
- Be plovyklos = mažiau nei 2 000 liumenų — žibintai be valymo sistemos pagal teisės aktus garantuotai skleidžia mažesnį artimųjų šviesų srautą
- „LED žibintas” yra plati sąvoka — ji gali apibūdinti aukštųjų technologijų adaptyvią matricos sistemą arba mažai kainuojantį pradinio lygio įrenginį
- Hermetiški blokai reiškia, kad lemputės nepakeičiamos — planuodami ilgalaikę nuosavybę, atsižvelkite į viso žibinto mazgo keitimo išlaidas
Vienas dalykas neabejotinas: automobilių žibintai tampa protingesni, efektyvesni ir — be jokios abejonės — vis gražesni.
Tai yra vertimas. Originalą galite skaityti čia: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Paskelbta Rugsėjis 09, 2021 • 9m perskaityti
