Volkswagen pētniecības un attīstības centrā Volfsburgā valda stingra slepenība: kameras uz telefoniem un portatīvajiem datoriem ir aizlīmētas, un pat mazākā novirze no noteiktā maršruta ir nevēlama. Mums tika dota ekskluzīva iespēja iepazīties ar jaunākajiem sasniegumiem automobiļu apgaismojumā — modernākajiem lukturiem, spuldzēm un ne tikai. Vārdu vispirms paņēma galvenie dizaineri, uzsverot, cik svarīga ir radošā brīvība, strādājot ar apgaismojuma ierīču estētiku. Vien šai jomai veltīti pat 15 iekšējie dizaineri. Bet ko par to domā inženieri?
Automobiļu lukturu īsā vēsture
Inženieri nebija nekādi trešās puses dalībnieki. Īstais lūzuma punkts automobiļu apgaismojumā iestājās ar H4 halogēna dubultspirāles spuldzes ieviešanu 1971. gadā. Tās nominālais tuvās gaismas plūsmas apjoms 1000 lūmenu bija nepārspēts savā laikā, un H4 joprojām tiek izmantota daudzos budžeta automobiļos, tostarp Volkswagen Polo agrīnajās versijās. Kopējā gaismas plūsma no avota ir primārais faktors, kas nosaka, cik labi lukturis apgaismo ceļu — reflektora laukums, forma, virsmas kvalitāte un difuzora optika ir sekundāri pilnveidojumi.
Līdz deviņdesmito gadu sākumam H4 un tai līdzīgas halogēna spuldzes dominēja pasaules tirgos (izņemot Amerikas Savienotās Valstis, kur pastāvēja savi standarti). Tobrīd inženieri bija iemācījušies maksimizēt gaismas plūsmu, uzlabojot reflektoru formas un projektoru moduļus. Parādījās jaunas spuldzes, katra paceļot latiņu augstāk:
- H7 (1500 lūmeni) — vienas spirāles, plaši izmantota gan tuvajā, gan tālajā gaismā
- HB3 (1860 lūmeni) — atrodama tādos modeļos kā Kia Rio un Hyundai Solaris
- H9 (2100 lūmeni) — snieguma rekordiste halogēna tālās gaismas spuldžu vidū
Ksenona revolūcija: augstas intensitātes izlādes apgaismojums
1991. gadā inženieri ieviesa ksenona (HID) spuldzes — īstu revolūciju automobiļu apgaismojumā. Tās rada gaismu elektriskā loka, nevis sakarsētas spirāles ceļā un nodrošina nominālu 3200 lūmenu plūsmu — vairāk nekā trīs reizes vairāk nekā H4. Tomēr ksenona tehnoloģija radīja savu tehnisko izaicinājumu klāstu:
- Augstākas precizitātes prasības optikai un stara izlīdzināšanai
- Sarežģītas aizdedzes un balasta vienības, kas ietekmē komponentu izvietojumu
- Obligāti automātiskie stara korekcijas mehānismi, lai nepārakli pretimbraucošos vadītājus
- Nepieciešamās lukturu mazgāšanas sistēmas
- Augstākas kopējās izmaksas salīdzinājumā ar halogēna risinājumiem
Neskatoties uz šiem šķēršļiem, ksenons izrādījās ļoti efektīvs — it īpaši apvienojumā ar stara pagriešanas sistēmām, kas tika ieviesta 2000. gados. Vēlāk tika izstrādāts mazjaudas 25 W ksenona standarts kā alternatīva klasiskajam 35 W variantam, samazinot gaismas plūsmu līdz 2000 lūmenu robežai, kas neprasa automātisku korrektoru vai mazgātāju. Tomēr šo mazjaudas ierīču reālais sniegums var būt diezgan vājš. Baumas vēsta, ka 25 W standarts daļēji radies tāpēc, ka spuldžu ražotāji vēlējās izmantot dīkstāvē esošās ražošanas jaudas. Zīmīgi, ka labi regulēta halogēna luktura aukstā un skaidrā gaisma bieži atstāj labvēlīgāku iespaidu nekā budžeta 25 W ksenons.
LED lukturu uzplaukums: kur dizains satiek inženieriju
Pirms aptuveni 15–20 gadiem dizaineri patiešām kļuva par galvenajiem varoņiem. Viņi vispirms eksperimentēja ar lukturu iekšējās daļas vizuālo kompozīciju — caurspīdīgiem vākiem, elegantiem iekšējiem rondeljiem, iegarenām un plēsīgām siluetlīnijām. Līdz ar augošajām estētiskajām ambīcijām pieauga arī nepieciešamība pēc gaismas avota, kas iederas gandrīz jebkurā formā. Atbilde bija LED, un ne tikai Volkswagen gadījumā.
LED tehnoloģija piesaista gan inženierus, gan dizainerus vairāku galveno iemeslu dēļ:
- Zemāks enerģijas patēriņš salīdzinājumā ar halogēnu un ksenonu
- Ilgāks kalpošanas laiks — Volkswagen aplēš līdz 8000 stundām
- Dizaina elastība — LED var brīvi formēt un izvietot luktura korpusā
- Krītošas cenas — budžeta klases LED lukturi tagad maksā tikai nedaudz vairāk nekā salīdzināmi halogēna lukturi, savukārt 25 W ksenona vienība bez korrektora var izmaksāt gandrīz divreiz dārgāk
Matricas un pikseļu LED tehnoloģija: inteliģentais lukturis
Nākamais lielais lēciens bija matricas LED lukturi, kuros tiek izmantoti desmitiem individuāli vadāmu diožu, kas nodrošina pilnībā adaptīvu gaismas sadali. Izcils piemērs ir IQ.Light matricas modulis jaunākajā Touareg — aptuveni cigarešu pakas puses lielumā — kurā ietilpst:
- Shēmas plate un siltuma novadītājs ar dzesēšanas ventilatoru
- 48 tuvās gaismas diodes
- 27 tālās gaismas diodes
- Papildu sānu elementi, kas pagarina gaismu uz neapgaismotām ceļa daļām
Šī sistēma automātiski aizēno pretimbraucošos transportlīdzekļus, kad ir ieslēgta tālā gaisma, un nepārtraukti pielāgo gaismas sadali atkarībā no laika apstākļiem, ātruma un braukšanas trajektorijas. Efektīvais apgaismošanas rādiuss ir aptuveni par 100 metriem lielāks nekā 35 W ksenonam.
Vēl iespaidīgāka ir mikropikseļu LED — 4×4 mm mikroshēma, kas spēj nodrošināt tādu pašu kopējo jaudu kā Touareg matricas modulis. Ar tikai trim šādām “pikseļu” diodēm, no kurām katra veido 1024 atsevišķus mini-starus, ir iespējams izveidot lukturu matricu ar 3072 šūnām — salīdzinājumā ar pašreizējo standartu no 75 līdz 80. Nākotnē, izmantojot starpposma matricas filtrus ar izšķirtspēju līdz 30 000 pikseļiem, būtu iespējams:
- Precīza adaptīva stara formēšana reāllaikā
- Pagrieziena koridoru ceļveža projicēšana uz ceļa virsmas priekšā
- Pagrieziena signālu un avārijas brīdinājumu atkārtošana uz ceļa virsmas
- Gaismas saziņa starp transportlīdzekļiem vai ar ceļu infrastruktūru
Vai projicēšana uz ceļa virsmas kļūs plaši izplatīta, ir apšaubāmi. Ceļi jau tā ir vizuāli pārslogoti, sertifikācijas ceļi ir sarežģīti, un jebkāds lēcas piesārņojums ievērojami pasliktinātu projicēto attēlu.
Lāzera lukturi: jaudīgi, bet šaurai nišai
Augstjaudas LED prototipi — izmantojot diodes ar 3–4 A patēriņu pretstatā šodienas ~1 A standartam — kad tiek koncentrēti, var apgaismot līdz 550 metriem uz priekšu. Šāds rādiuss agrāk bija sasniedzams tikai ar lāzera lukturiem, kuros lāzera stari trāpa fluorescējošā fosfora plāksnē, radot intensīvu, bet šauru gaismas konusu.
Lāzera lukturi ir pieejami aptuveni piecus gadus, galvenokārt BMW un Audi premium modeļos. Tomēr to ieviešana plaša patēriņa transportlīdzekļos ir maz ticama vairāku iemeslu dēļ:
- Ārkārtīgi augstas izmaksas — Audi A8 lāzera opcija pievieno ievērojamu piemaksu pie jau tā dārgajiem matricas lukturiem
- Speciāli materiāli un ražošana, bez skaidra ceļa uz izmaksu ievērojamu samazinājumu
- Ierobežots pielietojums — šaurais stars ir praktisks tikai tālās gaismas režīmā
Ko vadītāji patiesībā vēlas: gaismas stara preferences un personalizācija
Patērētāju preferences attiecībā uz gaismas stara raksturu ievērojami atšķiras reģionos un personīgajos gaumes jautājumos. Visvairāk diskusiju rada tālā gaisma:
- Skandināvijas vadītāji parasti dod priekšroku tālskatīgiem, iekļūstošiem stariem, kas piemēroti tumšiem lauku ceļiem
- Centrāleiropas un Rietumeiropas vadītāji bieži dod priekšroku platiem stariem, kas rada plašas apgaismotās telpas sajūtu
- Tuvās gaismas preferences dalās starp asām gaismas/ēnas robežām (raksturīgas projektora vienībām) un pakāpeniskām, izkliedētām pārejām — abas praksē darbojas vienlīdz labi
Volkswagen mērķis ir dot vadītājiem jēgpilnu kontroli pār stara uzvedību. Noklusējuma iestatījumi ir kalibrēti, lai panāktu plašu līdzsvaru — nedaudz mīkstināta robežlīnija, kas paredzēta, lai apmierinātu pēc iespējas plašāku preferenču spektru.
Miglas lukturi, lukturu tīrīšana un LED izturība
Atsevišķi miglas lukturi kļūst aizvien retāk sastopami — upurēti tīrāku virsbūves līniju vārdā. Lai pilnībā kompensētu to trūkumu, transportlīdzeklim nepieciešami dārgi adaptīvi galvenie lukturi, kas spēj paplašināt staru sliktos laika apstākļos un braucot pa līkumiem. Budžeta modeļos šī adaptīvā spēja bieži nav pieejama, atstājot vadītājus bez jēgpilna papildu gaismas avota nelabvēlīgos apstākļos.
Lukturu tīrīšana arī paliek nemainīga. Pašreizējās smidzinātāju mazgāšanas sistēmas joprojām ir nozares standarts, un Volkswagen neredz lielas pārmaiņas tuvākajā nākotnē. Īpašs izaicinājums ar LED ir termiskais: atšķirībā no halogēna un ksenona spuldzēm, tās izdala ļoti maz siltuma, tāpēc sniegs un ledus uz lēcas nenosūst dabiski. Transportlīdzekļi ar augstjaudas LED lukturiem, kuros ir dzesēšanas ventilators, bieži novirza šo gaisa plūsmu gar lēcas virsmu kā kompensāciju.
Par izturību: lai gan teorētiski LED kalpošanas laiks ir daudzkārt ilgāks nekā parastajām spuldzēm, praksē pastāv būtiska atruna — lielākā daļa LED lukturu mezglu ir noslēgtas vienības ar neaizstājamām diodēm. Volkswagen aplēš 8000 stundu kalpošanas laiku, kas atbilst aptuveni 11 gadiem pie divu stundu lietošanas dienā. Intensīvākas lietošanas apstākļos šis logs ievērojami sarūk. Toyota aizstājamo LED moduļu ieviešana jaunākajos Corolla modeļos ir ievērojams izņēmums, kas ir vērts vērošanai, jo nozares standarts var galu galā sekot šim piemēram.
Ceļš uz priekšu: pilnīgi LED nākotne Volkswagen klāstā
Pāreja uz tikai LED lukturiem visā Volkswagen klāstā ir labi iesākta. Dizaineriem tas nozīmē nepieredzētu radošo brīvību. Inženieriem tas paver jaunas robežas — īpaši transportlīdzekļu savstarpējās saziņas jomā ar inteliģenta apgaismojuma starpniecību. Koncepti, kas jau tiek izstrādāti vai tuvojas ražošanai, ietver:
- Aktīvu stāvvietu vadlīniju projicēšana uz ceļa virsmas
- Teksta un vizuālas ziņojumapmaiņas saziņa ar apkārtējo satiksmi, izmantojot aizmugurējo lukturu LED matricas
- Adaptīva gaismas signalizēšana autonomās un daļēji autonomās braukšanas scenārijos
Pircēja ceļvedis: kā izvēlēties pareizos lukturos
Galvenais secinājums patērētājiem: nepaļaujieties tikai uz tehnoloģiju nosaukumiem. Luktura veids ir tikai daļa no ainas — kvalitāte katrā kategorijā ievērojami atšķiras. Lūk, kas jāpatur prātā:
- Halogēns ≠ zemāks pēc noklusējuma — augstākās klases halogēna lukturi var pārspēt pamata LED vienības
- LED ≠ automātiski labāks par ksenonu — budžeta LED moduļi var atpalikt no labi konstruētām HID sistēmām
- Nav mazgātāja = zem 2000 lūmeniem — lukturi bez tīrīšanas sistēmas pēc noteikumiem garantēti nodrošina samazinātu tuvās gaismas plūsmu
- “LED lukturis” ir plašs jēdziens — tas var aprakstīt gan augsto tehnoloģiju adaptīvo matricas sistēmu, gan lētu budžeta klases vienību
- Noslēgtas vienības nozīmē — spuldzi nevar nomainīt — ilgtermiņa īpašumtiesību izmaksu aprēķinā ņemiet vērā pilna lukturu mezgla nomaiņas izmaksas
Viens ir neapšaubāms: automobiļu lukturi kļūst gudrāki, efektīvāki un — bez šaubām — arvien skaistāki.
Šis ir tulkojums. Oriģinālu varat lasīt šeit: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Publicēts septembris 09, 2021 • 8min lasīšanai
