Во истражувачко-развојниот центар на Volkswagen во Волфсбург владее строга тајност: камерите на телефоните и лаптопите се залепени, а и најмалото отстапување од предвидената рута е добредојдено. Ни беше даден ексклузивен увид во најновите достигнувања во автомобилската расвета — врвни фарови, светилки и многу повеќе. Прво збор зедоа главните дизајнери, сите нагласувајќи колку е клучна креативната слобода при работата со естетиката на светлосните уреди. Дури 15 дизајнери работат исклучиво на оваа област. Но, а инженерите?
Краток историјат на автомобилските фарови
Инженерите воопшто не беа трета страна. Вистинскиот пробив во автомобилската расвета дојде со воведувањето на халогената двонишковна светилка H4 во 1971 година. Нејзиниот номинален краток сноп од 1.000 лумени беше неприближен во тоа време, а H4 е сè уште во употреба во многу достапни возила и денес, вклучувајќи ги и раните верзии на Volkswagen Polo. Вкупниот светлосен излез на изворот е главниот фактор за тоа колку добро фаровите го осветлуваат патот — површината на рефлекторот, обликот, квалитетот на површината и оптиката на дифузерот се секундарни подобрувања.
До почетокот на 1990-тите, H4 и слични халогени светилки доминираа на светските пазари (со исклучок на Соединетите Американски Држави, кои одржуваа свои стандарди). Дотогаш, инженерите научиле да го максимизираат светлосниот излез преку подобрени облици на рефлектори и проекторски модули. Следуваа нови светилки, секоја подигнувајќи ја летвата на перформансите:
- H7 (1.500 лумени) — еднонишковна, широко користена и во краток и во долг сноп
- HB3 (1.860 лумени) — присутна во модели како Kia Rio и Hyundai Solaris
- H9 (2.100 лумени) — рекордерка во перформансите меѓу халогените светилки за долг сноп
Ксенонската револуција: Светла со висок интензитет на празнење
Во 1991 година, инженерите воведоа ксенонски (HID) светилки — вистинска револуција во автомобилската расвета. Тие произведуваат светлина преку електричен лак наместо преку загреана нишка и даваат номинални 3.200 лумени, повеќе од три пати повеќе од H4. Меѓутоа, ксенонската технологија носеше и свои технички предизвици:
- Поголема прецизност при изработката на оптиката и порамнувањето на снопот
- Комплексни единици за палење и баласт кои влијаат на распоредот на компонентите
- Задолжителни автоматски коректори на снопот за да не се заслепуваат возачите во спротивна насока
- Задолжителни системи за перење на фаровите
- Повисока вкупна цена во споредба со халогените решенија
И покрај овие пречки, ксенонот се покажа многу ефикасен — особено во комбинација со системите за завртување на снопот воведени во 2000-тите. Подоцна беше развиен ксенонски стандард со пониска снага од 25 W, како алтернатива на класичната варијанта од 35 W, со светлосен флукс во прагот од 2.000 лумени кој не бара автоматски коректор ни перач. Сепак, реалните перформанси на овие единици со пониска вотажа можат да бидат прилично разочарувачки. Се прошушна дека стандардот од 25 W делумно бил поттикнат од производителите на светилки кои сакале да ги зафатат незапослените производствени капацитети. Интересно е тоа дека студената, кристална светлина на добро подесена халогена светилка честопати остава поповолен впечаток отколку евтиниот ксенон од 25 W.
Подемот на LED фаровите: Каде дизајнот се среќава со инженерството
Пред некои 15–20 години, дизајнерите навистина застанаа во центарот на вниманието. Прво експериментираа со визуелната композиција на внатрешноста на фаровите — проѕирни капаци, елегантни внатрешни кружни елементи, издолжени и хищни силуети. Со растот на естетските амбиции, расте и потребата за светлосен извор кој може да се вклопи во речиси каков и да е облик. Одговорот беа LED диодите, и тоа не само за Volkswagen.
LED технологијата ги привлекува и инженерите и дизајнерите поради неколку клучни причини:
- Пониска потрошувачка на енергија во споредба со халогените и ксенонските светилки
- Подолг работен век — Volkswagen проценува до 8.000 часа работа
- Дизајнерска флексибилност — LED диодите можат слободно да се обликуваат и распоредуваат во куќиштето на фарот
- Пад на цените — влезно ниво LED фарови денес чинат само незначително повеќе од споредливи халогени единици, додека ксенонска единица од 25 W без коректор може да чини речиси двапати повеќе
Матрична и пиксел LED технологија: Интелигентниот фар
Следниот голем чекор дојде со матричните LED фарови, кои користат десетици поединечно контролирани диоди за целосно адаптивна распределба на светлината. Извонреден пример е IQ.Light матричниот модул во најновиот Touareg — приближно со големина на половина пакување цигари — кој содржи:
- Печатена плоча и ладник со вентилатор за ладење
- 48 диоди за краток сноп
- 27 диоди за долг сноп
- Дополнителни странични елементи кои ја прошируваат светлината во неосветлените делови на патот
Овој систем автоматски ги засенчува возилата кои идат во спротивна насока при активиран долг сноп и непрекинато ја прилагодува распределбата на светлината врз основа на временските услови, брзината и траекторијата на возење. Ефективниот дострел е приближно 100 метри поголем отколку кај ксенон од 35 W.
Уште поимпресивна е микропиксел LED диодата — чип со димензии 4×4 мм способен да го изедначи целокупниот излез на матричниот модул на Touareg. Со само три такви „пиксел” диоди, секоја произведувајќи 1.024 поединечни мини-снопови, станува возможна светлосна матрица од 3.072 ќелии — во споредба со актуелниот стандард од 75–80. Гледајќи понапред, меѓупосредни матрични филтри со резолуции до 30.000 пиксели би овозможиле:
- Прецизно адаптивно обликување на снопот во реално време
- Проектирани водичи за коридорот на завртување на површината на патот пред возилото
- Дуплирање на показувачите за свртување и предупредувачките светла на површината на патот
- Светлосна комуникација меѓу возилата или со патната инфраструктура
Дали проекцијата на патната подлога ќе стане мејнстрим е дискутабилно. Патиштата веќе се визуелно пренатрупани, патеките за сертификација се сложени, а секое загадување на леќата значително би ја деградирало проектираната слика.
Ласерски фарови: Моќни, но нишни
Прототипите со LED диоди со висока снага — кои трошат 3–4 А наспроти типичните ~1 А денес — можат, кога се прецизно фокусирани, да осветлат до 550 метри напред. Тој дострел претходно беше остварлив само со ласерски фарови, каде ласерските зраци удираат во флуоресцентна фосфорна плоча и генерираат интензивен, но тесен конус на светлина.
Ласерските фарови се достапни веќе околу пет години, претежно во премиум модели на BMW и Audi. Меѓутоа, нивното прифаќање во масовните возила останува малку веројатно поради неколку причини:
- Исклучително висока цена — ласерската опција на Audi A8 додава значителна доплата врз веќе скапите матрични единици
- Специјализирани материјали и производство, без јасна патека кон значително намалување на трошоците
- Ограничена примена — тесниот сноп е практичен само за употреба со долг сноп
Што навистина сакаат возачите: Преференции за снопот и персонализација
Преференциите на потрошувачите за шемите на осветлување значително се разликуваат според регионот и личниот вкус. Долгиот сноп предизвикува најмногу расправии:
- Скандинавските возачи склони се кон далекусежни, продорни снопови погодни за темни рурални патишта
- Централно- и западноевропските возачи честопати претпочитаат широки снопови кои создаваат силен впечаток на осветлен простор
- Преференциите за краток сноп се делат меѓу остри граници на светлина и сенка (типично за проекторски единици) и постепени, дифузни преоди — и двата подеднакво добро функционираат во пракса
Целта на Volkswagen е да им даде на возачите значајна контрола над однесувањето на снопот. Стандардните поставки се прилагодени за постигнување на широка рамнотежа — благо омекнат раб дизајниран да задоволи најшироко можен опсег на преференции.
Магленки, чистење на фаровите и издржливост на LED
Самостојните магленки се загрозен вид — жртвувани во потрагата по почисти линии на каросеријата. За целосно да се компензира нивното отсуство, возилото треба скапи адаптивни главни фарови способни да го прошират снопот при лоши временски услови и при завртување. Кај буџетните модели оваа адаптивна способност честопати е недостапна, оставајќи ги возачите без значаен секундарен светлосен извор при неповолни услови.
Чистењето на фаровите останува слично статично. Актуелните систем со прскање на вода продолжуваат да бидат индустриски стандард, и Volkswagen не гледа значителна промена на хоризонтот. Еден специфичен предизвик со LED диодите е термален: за разлика од халогените и ксенонските светилки, тие емитуваат многу малку топлина, па снегот и мразот на леќата не се топат природно. Возилата со LED фарови со висока снага кои вклучуваат вентилатор за ладење честопати го пренасочуваат тој воздушен проток по површината на леќата за компензација.
Во однос на издржливоста: иако LED диодите теоретски ги надживуваат конвенционалните светилки за широка маргина, постои значителна практична забелешка — повеќето LED склопови на фарови се запечатени единици со незаменливи диоди. Volkswagen проценува работен век од 8.000 часа, еквивалентно на приближно 11 години при употреба од два часа дневно. При поинтензивна употреба, тој период значително се скратува. Воведувањето на заменливи LED модули од страна на Toyota во неодамнешните модели Corolla е забележителен исклучок, вреден за следење бидејќи индустрискиот стандард евентуално може да го следи истиот пат.
Патот напред: Иднина само со LED за Volkswagen
Преминот кон исклучиво LED фарови низ целата палета на Volkswagen е во полн тек. За дизајнерите, тоа претставува неспоредена креативна слобода. За инженерите, отвора нови хоризонти — особено во областа на комуникацијата меѓу возилата преку интелигентна расвета. Концептите веќе во развој или во близина на производството вклучуваат:
- Проекција на активни насоки за паркирање на патната подлога
- Текстуални и визуелни пораки преку LED низи на задните светла за комуникација со околниот сообраќај
- Адаптивно светлосно сигнализирање за сценарија на автономно и полуавтономно возење
Водич за купувачи: Како да изберете вистински фарови
Клучната порака за потрошувачите: не потпирајте се само на ознаките за технологијата. Видот на фарот е само дел од приказната — квалитетот варира огромно во секоја категорија. Еве што треба да имате предвид:
- Халоген ≠ инфериорен по default — врвни халогени фарови можат да ги надминат основните LED единици
- LED ≠ автоматски подобар од ксенон — буџетни LED модули можат да заостанат зад добро инженерираните HID системи
- Без перач = под 2.000 лумени — фаровите без систем за чистење со регулатива се гарантирано ограничени на намален излез на краток сноп
- „LED фар” е широк поим — може да опишува високотехнолошки адаптивен матричен систем или евтина влезна единица
- Запечатените единици значат никаква замена на сијалица — земете ги предвид трошоците за замена на целиот склоп на фарот при разгледување на долгорочното поседување
Едно е сигурно: автомобилските фарови стануваат сè попаметни, поефикасни и — без сомнение — сè поубави.
Ова е превод. Оригиналот можете да го прочитате тука: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Објавено септември 09, 2021 • 9m за читање
