Основні елементи конструкції фар Відбивачі

Відбивач-параболоїд

Тільки та частина світла, що випромінюється лампою і відбивається рефлектором служить для освітлення дороги.

Світло точкового джерела, розташованого у фокусі параболоїда, прямує паралельно і представляє, таким чином, хорошу основу для дальнього світла. Джерело світла поза фокусом створює світловий пучок, що розходиться. Верхня частина відбивача утворює ближнє світло, нижня частина для європейського світлорозподілу повинна бути екранована. За наявності двох спіральних ниток напруження, як, наприклад, в лампі Н4, один і той же параболічний відбивач може формувати як ближнє, так і дальнє світло (рис.1). Світлорозподіл відбивача коректується призмами і циліндричними лінзами розсіювача.

Фокусна відстань відбивачів складає 15-40 мм.

Відбивач-еліпсоїд (основа фар проекторного типу)

Еліпсоїд має два фокуси: значна частина світла від джерела, розташованого в першому фокусі, концентрується в другому. Екран, що розташований поряд з другим фокусом і має необхідну світлотіньову межу, проектується за допомогою асферичної проекційної лінзи на дорогу.

Перевагами проекторної системи є світлотіньова межа з будь-яким ступенем різкості. До проблем можна віднести високі робочі температури відбивача і лінзи, розкладання пучка в спектр на світлотіньовій межі і високу яскравість лінзи, що сприймається з дискомфортом. Спеціальні матеріали відбивачів, модифіковане формоутворення лінзи і додаткове розсіювання світла навколо лінзи дозволили, починаючи з середини 80-х років, застосовувати цю систему на практиці.

Системи проекторного типу застосовуються для фар ближнього світла, протитуманних фар і, рідше, для фар дальнього світла. На рис.2 представлені основні елементи конструкції фари на базі поліеліпсоїдного відбивача, і її принципова оптична схема.

За рахунок вищого ККД системи еліпсоїдних фар значно збільшуються розміри (ширина) світлового пучка, поліпшується видимість узбіч і поворотів дороги; покращується рівномірність освітлення в межах всієї світлової плями; дещо збільшується дальність видимості дороги.

Рисунок 2. – Поліеліпсоїдний відбивач в автомобільній фарі проекторного типу:

а – принципова оптична схема фари: 1 – перший фокус відбивача, 2 – другий фокус відбивача, 3 об’єктив, 4а – екран, розміщений у фокусі об’єктива, 4б – проекція екрана;

б – основні елементи конструкції фари: 1 – лінзовий об’єктив, 2 – екран, що формує світлотіньову межу, 3 – відбивач з лампою Н3.

Відбивачі з «вільною поверхнею»

Значним прогресом в технології відбивачів стало впровадження «вільних поверхонь» (спочатку (1988 р.) в системах проекторного типу). В порівнянні з вже достатньо ефективними еліпсоїдними відбивачами корисний світловий потік був збільшений на 43% (Super DE). Техніка вільних поверхонь заснована на розрахунку поверхні відбивача «по точках» за допомогою системи проектування CAL (Computer Aided Lighting).

Із застосуванням прецизійних ламп відбивач з вільною поверхнею може бути спроектований таким чином, що може використовуватися вся його поверхня. В порівнянні з параболоїдом виграш в ККД складає до 80%. Окрім цього техніка вільної поверхні дозволяє відмовитися від оптичної профілізації розсіювачів. Оптична поверхня відбивача може бути гладкою, з фасетами або виконана у вигляді сегментів.

«Ступінчасті» відбивачі

Ступінчасті відбивачі – це сегментовані відбивачі, що складаються з параболічних або параеліптичних (комбінація з параболи і еліпса) елементів. Тим самим навіть при зменшенні глибини деталей зберігаються переваги «глибоких» відбивачів (рис.3).

Фара з прозорим, беспрофільним склом відкриває нові можливості в дизайні автомобільних фар. Приклади таких відбивачів можна бачити у фарах «Фольксваген» автомобілів «ГАЗЕЛЬ», ВАЗ 2123-«НИВА» «ГАЗ-31105» «ВОЛГА».

Гомофокальні (співфокусні) відбивачі

Співфокусний відбивач складається з основного і додаткового відбивача (рис.3). Сектороподібні додаткові відбивачі із загальним (одним) фокусом мають меншу фокусну відстань і вносять додатковий внесок до світлового пучка. Світло додаткових відбивачів покращує освітлення зони перед автомобілем і збоку від нього, але не збільшує дальність видимості.

Рисунок 3. – Ступіньчастий відбивач складної форми: 1 – гомофокальний відбивач ближнього світла, 1а – базовий (основний) відбивач, 1б – додаткові відбивачі, 2 – відбивач дальнього світла, 3 – відбивач протитуманної фари.

Багатофокусні відбивачі

Принцип багатофокусного відбивача схожий з гомофокальним, тільки фокальних точок може бути декілька (дві або більше). Деталі відбивача – параеліптичні.

Фасетні відбивачі

Поверхня фасетних відбивачів складається з безлічі сегментів. Кожен сегмент може бути оптимізований за допомогою програми CAL. Істотним є те, що «розриви» і ступені є допустимими на всіх чотирьох межах фасетки. Таким чином, вдається добитися оптимізації світлорозподілу, що відповідає вимогам конкретного автовиробника.

HNS-отражатели

Відбивач містить багато оптичних елементів, особливістю яких є їх нерозривність, степені (переходи) розміщуються на сусідніх поверхнях. Із застосуванням відбивачів HNS (Homogeneous Numerically Calculated Surface) на сучасному етапі можна добитися збільшення ККД фари аж до 50%. Це означає, що світлорозподіл можна повністю забезпечити одним відбивачем без оптичної профілізації розсіювача.