Светотехнические параметры световых приборов

Требования к автомобильным системам освещения и световой сигнализации

 

Назначение световых приборов

Безопасность движения автомобилей, особенно в темное время су­ток, во многом зависит от состояния и характеристик приборов систе­мы освещения и световой сигнализации. Поэтому требования к автомо­бильным световым приборам и нормы на их светотехнические характе­ристики определяются требованиями безопасности и существующими условиями дорожного движения.

Световые приборы предназначены для освещения дороги, передачи информации о габаритных размерах автомобиля, предполагаемом или совершаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины, сало­на, контрольно-измерительных приборов, багажника, подкапотного пространства и т.д.

Автомобильные световые приборы должны обеспечивать хорошую видимость и необходимую информативность в широком диа­пазоне расстояний при различных погодных условиях, не вызывая ос­лепления водителей в темное время суток.

Работа системы освещения основана на принципах генерирования, распределения и перераспределения в пространстве электромагнитно­го излучения оптической области спектра. Органами зрения восприни­маются видимые излучения с длиной волны в диапазоне 380—760 нм. При совокупном воздействии цветовых спектров излучения данного диапазона воспринимаются органом зрения как белый свет, который, в свою очередь, состоит из однородных излучений.

Органы зрения обладают избирательной способностью к отдельным диапазонам видимого спектра. Наибольшую спектральную чувстви­тельность глаз человек проявляет к излучению с длиной волны 555 нм (желто-зеленый цвет).

Классификация световых приборов

На автомобилях устанавливают различные по назначению, конст­рукции световые приборы с разными электрическими и световыми характеристиками. В обязательный комплект световых приборов для всех автомобилей входят не менее двух фар дальнего и ближнего света, по два габаритных огня и по два указателя поворота спереди и сзади, два световозвращателя, сигналы торможения, фонари заднего хода и один фонарь освещения номерного знака. В качестве дополнительных свето­сигнальных приборов устанавливают контурные огни, боковые повто­рители указателей поворота, опознавательные знаки автопоезда и при­цепов, боковые световозвращатели, огни преимущественного проезда. К необязательным световым приборам относят противотуманные фары и фонари, фонарь увеличения габарита автомобиля, боковые габарит­ные, стояночные огни, фары-прожекторы, прожекторы-искатели.

Большое число световых приборов на автомобиле не должно вызы­вать трудности при их различении участниками дорожного движения. Для этого используется система кодирования информации, поступаю­щей от световых приборов. К кодирующим элементам относят число одновременно работающих световых приборов, их расположение на автотранспортном средстве, режимы работы, расстояние между одно­временно работающими световыми приборами, форма светоизлучающей поверхности, цвет излучаемого света и интенсивность излучения в пределах одного цветового спектра.

Автомобильные световые приборы делят на осветительные и светосигнальные. Световой пучок осветительного прибора воспринимается после отражения от дороги или от объекта на дороге, а световой поток светосигнального прибора наблюдатель воспринимает непосредствен­но. Фары и фонари заднего хода можно считать и осветительными и светосигнальными приборами. Водитель автомобиля, на котором они установлены, воспринимает их световой поток после отражения от до­роги и наблюдаемых объектов, а другие участники дорожной обстанов­ки непосредственно.

Светотехнические параметры световых приборов

Световые приборы преобразуют электрическую энергию в световой пучок определенной структуры — соответствующим образом органи­зованную совокупность направлений излучения света и цвета (спектра излучения). Оптическая система светового прибора, обеспечивающая необходимую структуру и спектр светового пучка, включает лампу, от­ражатель и рассеиватель. Лампа является источником света. Отража­тель обычно в виде параболоида вращения, концентрирует световой поток, испускаемый лампой, в требуемом телесном угле. Рассеиватель из прозрачного материала перераспределяет световой поток в верти­кальной и горизонтальной плоскостях с помощью линз и призм на его внутренней поверхности и, при необходимости, меняет цвет излучае­мого света.

Основными светотехническими параметрами световых приборов являются активная поверхность оптической системы, световое отвер­стие, телесный и плоский углы охвата, углы излучения и рассеивания, фокус и фокусное расстояние оптической системы, коэффициент отра­жения для отражателей и коэффициент пропускания и поглощения для рассеивателей.

Активной поверхностью оптической системы является зеркальная поверхность отражателя. Ее проекция на плоскость, перпендикуляр­ную оптической оси, называется световым отверстием. Оптическая ось светового прибора — это ось его симметрии. Лучи, падающие на ак­тивную поверхность отражателя параллельно оптической оси, собира­ются в фокусе. В реальных оптических системах с фокусом совмещают центр тела накала источника света. Отрезок оптической оси от фокуса до вершины отражателя называется фокусным расстоянием.

Телесным углом охвата активной поверхности является угол, в пре­делах которого поверхность оптической системы видна из фокуса. Се­чение телесного угла охвата меридиональной плоскостью, проходя­щей через ось вращения параболоида, образует плоский угол охвата. Телесный угол, в котором сконцентрирован отраженный активной по­верхностью и вышедший из системы световой поток, называют углом излучения оптической системы.

Коэффициент отражения оптической системы — это отношение отраженного светового потока, к световому потоку, падающему на отражающую поверхность. Коэффициент пропускания — отношение светового потока, прошедшего через поверхность, к световому потоку, падающему на нее. Под коэффициентом поглощения понимается отно­шение светового потока, поглощаемого световой системой, к светово­му потоку, ею создаваемому.

Действие оптической системы осветительных и светосигнальных приборов заключается в том, что большая часть светового потока, па­дающего на отражающую поверхность в пределах телесного угла охва­та, после отражения проходит в пределах сравнительно малого телес­ного угла излучения. Поэтому концентрация светового потока внутри угла излучения существенно возрастает.

Часть светового потока, исходящая непосредственно от источника света и излучаемая вне угла охвата оптической системы, в осветитель­ных приборах, как правило, экранируется, чтобы непреобразованный свет не создавал дополнительных помех водителю.

Характеристики световых приборов в значительной мере зависят от свойств материалов, из которых изготовляют отдельные элементы оптической системы.

На некоторых автомобилях обеспечивается автоматическая регули­ровка светораспределения фар в зависимости от нагрузки. Устанавли­ваются устройства, автоматически ослабляющие слепящее действие фар при встречном разъезде автомобилей. Для управления осветитель­ными и светосигнальными приборами широко применяется электро­ника.