6.2. Конструкция светофоров и требования к светотехническим параметрам
6.2.1. Светотехнические параметры
Дальность видимости сигнала светофора определяется из условий своевременной остановки транспортных средств на запрещающий сигнал. При этом остановочный путь рассчитывают исходя не из аварийного, а из служебного торможения (замедление 2 – 4 м/с2). Принятое в настоящее время в качестве нормативного минимальное расстояние видимости сигнала – 100 м.
Расстояние видимости сигнала определяет светотехнические параметры светофора (см. формулу 4):
Lс = √lα/Еп, (4)
где Lс – расстояние видимости сигнала, м; lа – сила света оптической системы под углом α к ее оси, Кд; Еп – пороговая освещенность на зрачке глаза водителя, при которой он уверенно опознает сигнал, лк (Еп = 6∙10-4…12∙10-4 в дневное время и Еп = 0,8∙10-6…2∙10-6 в темное время суток).
Исходя из высоты установки светофора, ширины проезжей части и особенности бокового зрения водителя ширина светового пучка сигнала:
- ±10º в горизонтальной плоскости;
- 8º вниз от нулевого значения в вертикальной плоскости.
Осевая сила света современных светофоров в среднем составляет 200 Кд.
6.2.2. Устройство светофора
Светофор состоит из отдельных секций, каждая из которых предназначена для определенного сигнала. В зависимости от типа светофора секции могут иметь различные конструктивные особенности. Общим для всех секций является наличие оптического устройства (см. рисунок 41).
Рисунок 41 – Устройство светофора
Секции светофора соединены между собой резьбовыми пустотелыми втулками 1, через которые пропущены провода. Секция представляет собой корпус 8 с крышкой 6 и противосолнечным козырьком 4 из листовой стали или ударопрочной пластмассы. В крышке смонтировано оптическое устройство, состоящее из отражателя 7, цветного светофильтра 3, резинового кольца-уплотнителя 5 и подвижного стакана 10 с электролампой. Оптическое устройство крепится к крышке четырьмя лапками 2. В закрытом положении крышка удерживается двумя пружинными замками. В нижней секции установлена распределительная колодка 9 для подключения питания и электромонтажа внутри светофора. Отражатели должны иметь заземление.
6.2.3. Источники света
В качестве источников света применяют лампы накаливания общего и специального назначения.
Основные недостатки ламп накаливания:
- большая протяженность нити (плохо поддается фокусировке);
- низкая виброустойчивость;
- небольшой срок службы (500 – 800 ч).
В некоторых конструкциях светофоров в качестве источника света используют низковольтные галогенные лампы. Обладая при малых размерах повышенной удельной светоотдачей и компактной нитью, эти лампы хорошо фокусируются (однако широкого распространения не получили из-за сравнительно высокой стоимости и необходимости применения понижающих трансформаторов).
Иногда в целях повышения надежности светофора для одного сигнала используют две одновременно работающие лампы накаливания. Это требует установки специального отражателя и бифокальной линзы (однако это связано с усложнением и удорожанием конструкции).
В качестве источника света в светофорах французской фирмы «Силек» используется изогнутая газосветная трубка. В ней содержится наполнитель красного, желтого или зеленого цвета, что исключает необходимость использования цветного светофильтра (однако не смотря на сравнительно большой срок службы они уступают по силе света лампам накаливания).
Широкое распространение получили светоизлучающие диоды (СИД). СИД одного цвета смонтированы в светоблоках. Благодаря их параллельному включению перегорание нескольких СИД (до 25%) не нарушает информационную характеристику сигнала светофора. Использование СИД исключает применение отражателей и светофильтров. Плата закрыта лишь прозрачным рассеивателем (у них высокая долговечность, до 15 лет; снижено потребление электроэнергии по сравнению с лампами накаливания, в 5 – 12 раз; отсутствие фантомного эффекта).
Варианты
источников света в светофорах показаны
на рисунке 42.
а – две лампы накаливания; б – газосветная трубка; в – светодиод; г – использование светодиодов в светофоре
Рисунок 42 – Варианты источников света