Autokombi.ru

Авто-портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лазерные фары для авто

Устройство и принцип работы лазерных фар

Высокие технологии в автомобилестроении внедряются постоянно. Автомобильная светотехника также не стоит на месте. На смену светодиодным, ксеноновым и биксеноновым источникам света пришли лазерные фары. Не многие автопроизводители могут похвастаться подобными технологиями, но уже ясно, что это будущее автомобильного освещения.

Что такое лазерные фары

Впервые новая технология была представлена в концепте BMW i8 в 2011 году. Уже через несколько лет в 2014 году модель пошла в серийное производство. Это был тот случай, когда прототип стал полноценным серийным суперкаром.

lazernye-fary

Разработкой вместе с производителями занимаются и ведущие компании в производстве автомобильного освещения: Bosch, Philips, Hella, Valeo и Osram.

Это сложная система с электронной начинкой, создающая мощный лазерный луч. Система включается на скорости свыше 60 км/ч, когда автомобиль двигается вне городской черты. В городе работает обычное освещение.

Как устроены лазерные фары

Свет лазерных фар принципиально отличается от дневного или любого другого искусственного источника. Получаемый луч когерентный и монохромный. Это значит, что он имеет постоянную длину волны и одинаковую разность фаз. В чистом виде он представляет собой точечный пучок света, который в 1 000 раз интенсивнее диодного света. Лазерный луч дает поток света мощностью в 170 люменов, против 100 люменов от светодиодов.

Разница светового потока

Изначально луч имеет голубой цвет. Чтобы получить яркий белый свет, он проходит через специальное люминофорное покрытие. Оно рассеивает направленный лазерный пучок, образуя мощный световой поток.

Лазерные источники света не только мощнее, но и вдвое экономичнее светодиодных. А сами фары намного меньше и компактнее привычных конструкций.

Если брать во внимание технологию BMW, то в качестве флуоресцентного рассеивающего материала выступает кубический элемент, заполненный желтым фосфором. Голубой луч проходит через элемент и получается яркое излучение белого света. Желтый фосфор образует свет с температурой 5 500 К, что максимально приближено к привычному для нас дневному свету. Такое освещение не напрягает глаза. Специальный отражатель концентрирует до 99,95% светового потока в нужном месте перед автомобилем.

Дальний свет “бьет” до 600 метров. Другие же варианты ксеноновых, диодных или галогенных фар показывают дальность не больше 300 метров, а в среднем и вовсе 200 метров.

Мы часто связываем лазер с чем-то ослепительным и ярким. Может показаться, что такое освещение будет ослеплять людей и движущиеся навстречу автомобили. Это совсем не так. Испускаемый поток не ослепляет других водителей. Кроме того, такое освещение можно назвать «умным» светом. Лазерная фара анализирует дорожную ситуацию, подсвечивая только те области, которые необходимы. Разработчики уверены, что в недалеком будущем светотехника автомобиля будет распознавать препятствия (например, диких животных) и предупреждать водителя или брать управление тормозной системой под свой контроль.

Лазерные фары разных производителей

На сегодняшний день данную технологию активно внедряют два автогиганта: BMW и AUDI.

В BMW i8 две фары, каждая из которых имеет по три лазерных элемента. Пучок проходит через элемент с желтым фосфором и систему отражателей. На дорогу свет попадает в рассеянном виде.

Лазерные фары BMW

Каждая лазерная фара от Audi имеет по четыре лазерных элемента с диаметром сечения 300 микрометров. Длина волны каждого диода составляет 450 нм. Глубина исходящего дальнего света порядка 500 метров.

Преимущества и недостатки

  • мощный свет, который не напрягает глаза и не вызывает их усталости;
  • интенсивность освещения намного сильнее, чем, например, светодиодного или галогенового. Длина – до 600 метров;
  • не ослепляет встречных водителей, подсвечивая только ту область, которую нужно;
  • потребляют в два раза меньше энергии;
  • компактный размер.
Читайте так же:
Что такое датчик дождя и как работает данное устройство

Среди минусов можно назвать только один – высокая стоимость. А к стоимости самой фары стоит еще добавить периодическое обслуживание и настройку.

Лазерные фары для автомобиля

Лазерные фары — следующий шаг развития в автомобильной светотехнике, которые в скором времени заменят практически полностью существующие классические виды фар (ксеноновые или галогенные). Такой тип освещения существенно отличается от солнечного и всех искусственных источников. Несмотря на дальность освещения в 500-600 метров, он безопасен для глаз и не мешает другим участникам движения, так как флуоресцентный материал создает белое свечение, которое максимально приближено по цвету к дневному свету, а это значит, что оно не способно ослеплять или мешать движению.

Использование таких фар позволяет экономить электроэнергию в 2-3 раза, если сравнивать с теми же самыми диодными, лазерные компактны (размер около 10 микрон), благодаря чему, фары на машине стали изготавливать намного миниатюрнее, сохраняя при этом эффективность.

Лазерные фары безопасны для глаз

Устройство и принцип работы лазерных фар

Необходимо начать с того, что такие фары правильней всего называть лазерно-люминофорными, а не просто лазерными. Конструкция данного типа не является сложной: она состоит из нескольких лазерных диодов, которые, в свою очередь, подсвечивают люминофор, преобразовывающий получаемую энергию в световое излучение, благодаря чему и образовывается мощный пучок, который в 1000 раз интенсивней даже диодного. Также получаемый луч является когерентным и монохромным, а это значит, что у него постоянная длина волны и разность фаз. Его мощность равна 170 люменам.

Изначально луч голубого цвета, и для получения яркости ему необходимо пройти через люминофорное покрытие, которое рассеивает пучок лазера, образуя мощный свет.

Поэтому в данном случае важно понимать, что сам лазер не освещает дорогу, а только вырабатывает нужную энергию.

Головной лазерный свет работает во взаимодействии с компьютером, который за счет специальных датчиков контролирует процесс появления встречных машин и пешеходов и позволяет избегать их ослепления. Система Dynamic Light Spot обнаруживает при движении преграды, обращая внимание водителя на них с помощью более интенсивного света, что помогает заранее подготовиться к необходимым маневрам и действиям.

Не является сложной конструкция данного типа фар

Преимущества и недостатки

Преимущества:

  • Компактность конструкции;
  • Экономия потребления энергии (расходует почти на 30% меньше, чем классические источники);
  • Высокая пространственная когерентность;
  • Большая (около 600 метров) и четкая дальность освещения, благодаря использованию высоких технологий;
  • Исключена возможность ослепления, так как направление света сфокусировано в одну точку;
  • Автоматическое отключение диодов, если в область освещения попадает человек или любое живое существо;
  • Большая интенсивность и мощность освещения;
  • Взаимодействие с пешеходами;
  • Указание габаритов машины при проезде в стесненных условиях;
  • Ограничение направленности пучка света благодаря микроконтроллерам.

Такие фары экономны в потреблении электроэнергии

Недостатки:

  • Высокая стоимость. На сегодняшний день данный тип является самым дорогим автомобильным источником света.
  • Хрупкость конструкции.

Где можно разместить лазерные фары на авто

Разместить лазерные фары на автомобиле можно будет практически в любом месте, которое вздумается водителю. Установка может быть:

  1. В качестве лампы головного света, то есть совместно с передними;
  2. Вместо противотуманного;
  3. Под задним бампером машины;
  4. Под спойлером, сзади авто;
  5. Под основными задними;
  6. На днище ТС.
Читайте так же:
Запоминаем сигналы регулировщика легко и просто

Какие лучше выбрать

На сегодняшний день лазерные фары установлены только на автомобилях премиум-класса и не поступают в продажу в виде отдельной запчасти, основная причина этому — высокая себестоимость, а также, очень дорогая цена замены или ремонта.

Поэтому, безусловно, те, кто смогут их себе в будущем позволить, не пожалеют о покупке ни разу, ведь это будет являться самым оптимальным решением.

А пока, при выборе света для своего автомобиля, рекомендуется выбирать диодные фары, которые имеют наилучшие технические характеристики и приемлемую стоимость, полностью соответствующую качеству.

Что же касается ксеноновых и галогенных, то такие типы давно уже изжили себя, имеют множество недостатков, которые выльются водителю в множество проблем и денежных затрат.

Лазерные фары: что это и как это работает?

Еще недавно слово «ксенон» вызывало восхищение и уважение окружающих, а биксенон и подавно. Казалось бы, все уже придумано и развиваться автомобильной оптике больше некуда, однако создатели лазерных фар так не считают.

Светодиодные фары как, впрочем, и любые другие революционные для своего времени фары, до появления лазерных фар считались наиболее эффективным источником освещения, который по сей день активно используют автопроизводители в своих автомобилях. Кстати серийный выпуск светодиодных фар могут сегодня позволить себе далеко не все автогиганты, как правило, такими фарами оснащаются автомобили премиум-сегмента.

С лазерными фарами все еще более сложно и запутано, эти фары являются достижением высоких технологий, а для их создания необходимы особые условия и множество различной электроники, которая собственно и создает лазерный луч. В данной области активно работают ведущие производители автомобильной светооптики такие как: Osram, Philips, Valeo, Bosch и Hella.

Кроме ведущих производителей источников освещения лазерными фарами очень заинтересованы автопроизводители. Так в 2011 году лазерные фары были представлены компанией BMW, которая продемонстрировала собственные достижения в этой области на своем концепте под кодовым названием i8. Тот, кто следит за событиями в BMW помнит, как через несколько лет концепт превратился в полноценный серийный суперкар.

Лазерные фары BMW i8 видео

Спустя еще несколько лет такие фары стали появляться на других моделях «БМВ». Лазерный модуль BMW был разработан инженерами компании Osram. Несмотря на дороговизну самой технологии, а также стоимость комплектующих и разработок, лазерные фары получили одобрение руководства, которое даже не смутил тот факт, что наличие лазерных фар существенно скажется на итоговой стоимости всего автомобиля. Более важным для разработчиков и руководителей проектов было первенство в данной области, а также то преимущество которое получит покупатель после покупки их детища.

Второй автогигант Audi — не менее активно работает в «лазерном направлении». Впервые лазерные фары получили Audi R18 E-Tron Quattro, а также концепт Audi Sport Quattro Laserlight. Характерным отличием лазерных фар производства «Ауди» является то, что активация лазерных модулей происходит на скорости 60 км/час и выше. До этой отметки дорогу освещают «обычные» светодиодные фары.

Лазерная фара производства Audi состоит из четырех мощных лазерных диодов, их диаметр тела свечения равен – 300 микромет­рам. Эти диоды способны генерировать световой луч синего цвета с длиной волны порядка 450 нм. Благодаря специальному флуоресцентному преобразователю синее свечение превращается в белое (цветовая температура 5500 К). Такой свет по мнению производителей наиболее приятен для глаз и практически не вызывает усталости. Длина самого светового луча составляет порядка 500 метров.

Читайте так же:
Скрежет, стук, свист слышен при повороте руля: в чем причина и как это исправить?

В отличие от привычных нам источников света (лампы накаливания, газоразрядные лампы, светодиоды) лазерные фары обладают множеством «плюсов». Все начинается с того, что лазерное излучение монохромно и когерентно, другими словами волны постоянно одинаковой длины при постоянной разности фаз.

Перечислим плюсы лазерных фар

  • Это позволяет формировать пучок света, который очень близок по своей сути к параллельному, (дает возможность освещать конкретную зону).

  • Лазерный луч в десять сильнее по сравнению с галогенками, а также ксеноном и светодиодами. Протяженность лазерного луча достигает отметки в 600 метров, при том, что обычный дальний свет может похвастаться только 200-300 мет­рами (а ближний и того хуже всего 60–85 метров).
  • Лазерные фары не слепит так как ксенон, поскольку луч света направлен строго в ту точку, которая должна освежаться. В случае попадания в область освещения живого существа, например, человека часть диодов тут же отключится и подсветит все кроме той области в которой находится живой объект.
  • Фары лазерные имеют на 30% меньшее энергопотребление нежели классические аналоги.
  • Компактность еще один «плюс» в пользу лазерных фар, их по праву можно смело назвать самыми компактными из всех сущест­вующих. Площадь светоизлучения лазерного диода в сто раз меньше по сравнению с обычным светодиодом, в этой связи при одинаковой светоотдаче лазерная фара требует отражателя размером всего 30 мм в диаметре (для сравнения у ксенона – 70 мм, у галогенок вообще — 120 мм). Такие способности лазерных фар позволили инженерам существенно уменьшить размер фар, не потеряв при этом а наоборот прибавив эффективности освещения.

Несколько слов о том, как это работает

Работать лазерный головной свет будет в тесном взаимодействии с компьютером, который руководствуясь данными с датчиков будет следить за тем, чтобы встречные автомобили и пешеходы не ослеплялись. Каждая лазерная фара содержит три диода излучающих световой луч мощностью около 1 Вт. Лучи посредством системы зеркал перенаправляются на флуоресцентный элемент после поглощения энергии последним, происходит выделение белого свечения, который формируется в световой луч.

В процессе разработки лазерных фар возникла еще одна новая технология под названием Dynamic Light Spot (в перевод с анг. — динамическое точечное освещение). Данная разработка позволяет обнаруживать пешеходов, а также другое препятствие на пути автомобиля посредством инфракрасной камеры. После того как система обнаружит преграду она автоматически подсвечивается более интенсивным светом, для того чтобы водитель мог обратить на нее внимание и безопасно его преодолеть. Что характерно, подсказка для водителя появляется с некоторым опережением, то есть до того, как объект будет подсвечен лучами ближнего света. Это необходимо для того чтобы обезопасить водителя и дать ему возможность подготовиться к выполнению тех или иных маневров и действий.

Лазерные фары: принцип работы и достоинства с недостатками

Для интересующихся развитием современных автомобильных технологий лазерные фары, принцип работы которых основан на люминофорном свечении, уже не являются диковинкой. Более того, уже стала известной так называемая адаптивная оптика на базе этой разработки. Как же устроены лазерные фары будущего, по какому принципу они работают, сколько стоят, и за что потребитель платит такие деньги – кратко и доступно рассказано в этом материале.

Читайте так же:
Зазор в замке поршневых колец

Лазерные фары: принцип работы и достоинства с недостатками

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАЗЕРНОЙ ФАРЫ

На момент написания статьи устройство лазерной фары еще не претерпело никаких принципиальных изменений, отличающих конструкцию от концептуальной. Как и в прототипе, основой серийно выпускающейся оптики является не лазер, давший название технологии, а люминофорная пластина. Этот материал обладает способностью излучать мощный пучок белого света с волнами одинаковой длины и амплитуды. Именно эту деталь можно увидеть при визуальном осмотре автомобильной фары.

Лазерные фары УСТРОЙСТВО

А где же лазер? Разве не он должен светить в лазерной фаре? Нет. В данной разработке лазер выступает только лишь в качестве источника энергии. Сам узел состоит из набора лазеров, излучающаяся энергия из которых через систему зеркал фокусируется и попадает на ту самую люминофорную пластину. Она и является непосредственным источником света, использующегося для освещения дорожной обстановки.

«ПАРУ СЛОВ» ОБ АДАПТИВНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ФАРАХ

Более интересной конструкцией являются не просто лазерные фары, а так называемая адаптивная оптика на их основе. Эта технология по максимуму использует весь потенциал, заложенный в мощном источнике света. Рассмотрим основные моменты, как она работает, и чем может порадовать своего владельца.

  • Во-первых, такие фары никогда не слепят водителей движущегося вам на встречу транспорта. При этом, все работает в автоматическом режиме. Фара сама «решает», когда освещать встречную полосу, а когда нет. То есть оптика постоянно контролирует дорожную обстановку, и как только в «поле ее зрения» появляется свет встречного автомобиля, электроника делает все, чтобы не заслепить его водителя.

В этом плане фара имеет три режима работы. Первый режим включается тогда, когда встречный автомобиль только попадает в освещаемую в данный момент зону. Электроника в этот момент уводит световой пучок левой фары в левую сторону. В результате водитель продолжает видеть ситуацию на встречной обочине, а едущий на встречу автомобиль остается, как бы, в тени.

Второй режим работы – полное отключение дальнего света. Происходит в момент, когда встречная машина приближается на такое расстояние, когда простого хода светового пучка в сторону недостаточно. После разъезда фара опять включается, и продолжает освещать дорожную обстановку на расстояние в полкилометра, сканируя эту зону на предмет наличия встречного потока.

Третий режим активируется тогда, когда встречный транспорт идет непрерывным потоком. В такой ситуации электроника полностью прекращает освещать данный участок ровно до того момента, пока встречная полоса опять не опустеет.

  • Во-вторых, адаптивная лазерная оптика «заботится» не только о водителях встречного транспорта, но и попутного. Если в «поле зрения» таких фар находится попутно движущийся автомобиль, в зоне его текущего расположения электроникой образуется теневой тоннель. Остальная же часть дороги полноценно освещается мощным дальним светом. В итоге, благодаря этим режимам, водитель может даже в городском потоке двигаться с включенным дальним светом фар.
  • В-третьих, адаптивные лазерные фары уже сегодня способны «видеть» дорожную обстановку в тех зонах, которые в данный момент времени не подсвечиваются. Когда в этих зонах появляется потенциальная опасность, оптика направляет в это место пучок света, благодаря чему у водителя появляется фора в несколько секунд. Примером срабатывания этого режима является ситуация, когда перпендикулярно дороге движется пешеход или велосипедист. В свете обычных фар такое препятствие появится уже непосредственно перед автомобилем, тогда как адаптивная оптика проинформирует о нем водителя намного раньше.
Читайте так же:
Зачем нужно охлаждение двигателя и как это работает

Лазерные фары как светят

На этом потенциальный функционал лазерной адаптивной оптики не заканчивается. «Умные» фары также могут проецировать прямо на дорожном покрытии световые линии, по которым водитель может ориентироваться при парковке. Сюда стоит отнести и такие способности, как адаптивная подсветка дорожных знаков и разметки, изменение угла освещения при скоростной езде на плавных поворотах дороги и другие функции.

ДОСТОИНСТВА ЛАЗЕРНЫХ ФАР

Плюсов у лазерных автомобильных фар очень много. Из числа наиболее важных и полезных стоит отметить следующие:

  • Лазерные фары на максимальных режимах способны освещать дорожную обстановку на расстояние около 600 метров. Для сравнения самые продвинутая светодиодная оптика «теряется» на 300 метрах. Среди автолюбителей уже кочует фраза, что лазерные фары способны светить дальше, чем водитель может видеть.
  • Оптика в совокупности с управляющей электроникой потребляет в разы меньше энергии, чем самые экономичные светодиодные лампы.
  • Излучаемый лазерными фарами пучок света имеет максимально комфортные параметры для зрения водителя. Это освещение не утомляет и не напрягает глаза.
  • Производители лазерной оптики утверждают, что эта технология также порадует своих владельцев надежностью, несравнимой с существовавшими до этого источниками света.
  • Световым потоком лазерных фар легко можно управлять при помощи электроники, благодаря чему становятся доступными описанные выше адаптивные режимы работы головного освещения.

Впечатляет, не так ли? Но не все так сладко и радужно.

СКОЛЬКО СТОЯТ ЛАЗЕРНЫЕ ФАРЫ?

Как и любая другая новинка в автомобильной сфере, лазерная технология освещения на заре своего развития стоит немалых денег. По этой причине такие фары пока что доступны только на последних моделях от именитых немецких концернов – BMW и AUDI. Причем идет лазерная оптика далеко не в базовой комплектации, а в качестве дополнительной опции, которая стоит, как хороший народный автомобиль в немного подержанном состоянии.

Для наглядного примера можно посмотреть на официальные цифры той же компании BMW. На сегодняшний день только одна лазерная фара для их модели Х7 обойдется без установки примерно в 5500 долларов. Сюда стоит также прибавить плату за установку и настройку оптики, так как эти операции пока что доступны только на сервисах у официального дилера. Там говорят, что за такую работу берут 100-120 долларов.

Однако любителям современных технологий не стоит расстраиваться. Достаточно только вспомнить ажиотаж, который несколько лет назад был вокруг ксенонового света и светодиодов. Тоже было неслыханно дорого и доступно только для тех, кто покупает авто за миллионы. А сегодня эти чудеса технологий буквально мешками продаются за вполне вменяемые деньги. Поверьте – то же самое будет и с лазерными фарами.

Видео — как работают лазерные фары

ИТОГИ

Несмотря на то, что лазерные фары по стоимости соответствуют сегодня целому автомобилю (хоть и б/у), за этой технологией будущее. Благодаря экономичности, способности повышать безопасность дорожного движения и адаптироваться под обстановку такое освещение очень быстро пойдет в массы, и будет устанавливаться на автомобили не только премиум класса. Поговаривают, что китайцы не дремлют, и уже сегодня предлагают нечто похожее. А прошло всего лишь пару лет с того момента, как эта новинка появилась в виде прототипа.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию