Освещение

Принципы освещения

Введение

Системы освещения транспортного средства очень важны, особенно если это связано с дорожной безопасностью. Если фары внезапно откажут ночью и на высокой скорости, результат может быть катастрофическим. Для предупреждения водителя о возможных отказах использовалось немало методов от автоматических переключателей и до тепловых контакторов, заставляющих огни мигать до того, как сработает плавкий предохранитель. В современных системах предохранителем оснащают каждую нить лампы отдельно, и если даже откажет цепь питания фар дальнего света, ближний свет еще будет работать. Мы проделали длинный путь с того' времени, когда использовались фонари тика «короля дорога» Лукаса. А они были ацетиленовыми лампами!

Ключевая задача автомобильных огней заключается потом, что они должны позволять водителю:

1. Видеть темноте.

2. Быть заметными в темноте (или в условиях

плохой видимости).

Боковые огни, задние фонари, тормозные сигналы и другие являются относительно простыми устройствами. Передние фары создают большую часть проблем, потому что при ближнем свете они должны обеспечить адекватную освещенность для водителя, но не ослеплять других участников движения. За прошедшие годы опробовано много методов

и сделано немало усовершенствований, но конфликт между наблюдением и ослеплением

очень трудно преодолеть. Ниже рассматривается одна из последних разработок ультрафиолетовое (У Ф ) освещение, которое дает надежду решить этот вопрос.

Лампы

В Великобритании первую лампочку продемонстрировал Джозеф Сван в 1878 г¹. С этого момента происходит их постоянное совершенствование. Формы и размеры ламп, используемых на транспортных средствах, а также их количество непрерывно меняются, соответственно растет номенклатура используемых ламп. На риc. 11.1 показан самый распространенный набор, большинство ламп для освещения автомобиля - это лампы накаливания с вольфрамовой нитью, обычные или галогенные. В обычной лампе накаливания вольфрамовая нить нагревается электрическим током до раскаленного

состояния. В вакууме температура нити приблизительно 2300 ‘С. Металл вольфрам – тяжелый химический элемент, его символ W, атомное

Первые лампы накаливания были созданы русским изобретателем Александром Лодыгиным в 1872-1X75 гг. Л. Сван нТ. Элисон усовершенствовали конструкцию лампы и сделали

11.1 Рисунок

ее долговечной н технологичной. — Прим. ред. число — 74, удельный леи - 19,3 г/см’, Чистый металл

имеет вид от ссро-стального до оловянно- белого. У него самая высокая точка плавления среди всех металлов- 3410 °С . Чистый вольфрам легкокустся, гнется, тянется и прессуется, но в присутствии примесей становится ломким и может быть обработан с большим трудом. Вольфрам окисляется на воздухе, особенно при высоких температурах,

но стоек к коррозии и весьма незначительно подвержен воздействию большинства минеральных кислот. Поэтому вольфрам или его сплавы идеальны для использования в качестве нить электрических лампочек1. Нить обычно намотана «спиралью в спирали», чтобы создать подходящую длину тонкого проводника в маленьком объеме и обеспечить малое механическое натяжение нити. На рис. 11.2 показана типичная нить лампы. Если упомянутая выше температуря превышена, ложе в вакууме, то пить становится очень непрочной и разрушается. Вот почему напряжение, при котором эксплуатируется лампа, должно поддерживаться в строгих пределах. Вакуум в лампе предотвращает поток тепла от нити к корпусу, но ограничивает рабочую температуру. Все более привычны становятся газонаполненные лампы, где стеклянная лампа заполнена под давлением инертным газом, например аргоном. Это позволяет нити, не перегорая, работать при более высокой температуре и испускать более яркий спет. Эти лампы дают больше света по сравнению с вакуумной лампой (около 17 л м/Вт против И лм/Вт).

Почти все транспортные средства теперь используют для фар вольфрамовые галогенные лампы, поскольку они в состоянии создавать примерно24 лм/Вт (некоторые современные конструкции лаже больше). Такая лампа служит долго, и ее колбане чернеет через некоторое время, как другие лампы. Почернение стекла происходит потому, что в обычных газонаполненных лампах за определенный период времени около \Щметалла нити испаряется и оседает на стенках лампы. В галогенных

лампах в газ, наполняющий колбу, вводится некоторое количество галогенов - главным образом, соединений Ягода. Название «галогены» происходит от греческих слов hal(os)-H gen(os), что означает «создающие соли». Четыре галогена бром, хлор, фтор и Йод - образуют группу V IIA периодической таблицы элементов. Они являются очень активными элементами и в свободном состоянии в природе не встречаются. Лампа заполняется газом под давлением в несколько бар. Стеклянная колба, используемая для вольфрамовой галогенной лампы, сделана из расплавленного кремния или кварца. Вольфрамовая нить испаряется и здесь, но продвигаясь к стенке лампы, атом вольфрама объединяется с двумя или более атома мигалогена, образуя галоид вольфрама, который не осаждается на стенках лампы. Молекула гагоида вольфрама двигается в потоке внутри гада лам ты до тех пор, пока не коснется раскаленной нити, где распадется, возвращая атом вольфрам нити и освобождая атомы галогена. Вследствие этого баллон нечернеет, и световой поток лампы останется постоянным в течение всего срока службы. Кроме того, когда может быть сделана настолько малой, насколько позволяет размер нити, обеспечивая таким образом лучную фокусировку: На рис. 11,3 показана вольфрамовая галогенная лампа фары. Ниже обсуждаются некоторые распространенные типы ламп.

Стержневая лампа

Стеклянная колба имеет трубчатую форму, нить натянута между медными колпачками, закрепленными по концам трубки. Эта лампа нашла широкое применение для освещения номера автомобиля в внутреннего освещения салона.

Миниатюрная лампочка с центральным контактом

Миниатюрны лампочка с центральный контактом(МСС) снабжена цилиндрическим байонетным поколем с двумя расположенными по бокам направляющие питырьками. Лампа фиксируется в патроне поворотом на90 градусов. Диаметр цоколя— приблизительно9 мм. Лампа имеет единственный центральный контакт(SCC ) а второй контакт, обычно соединяемый с «-землей», образован металлическим доколем. Выпускаются лампы различной MOUIUOCTH в пределах I -5 Вт.

Бесцокольная лампа

Колба этих ламп имеет вид цилиндра с полусферическим донышком. Второй конец трубки сплющен и поддерживает проволочные выводы, изогнутые в противоположные стороны так, чтобы сформировать два контакта. Мощность ламп - до 5 Вт.они используются для подсветки приборной панели, боковых и стояночных огней. Они теперь очень популярны из-за низкой цены.

Однонитевая лампа со стандартным цоколем

Диаметр байонетного цоколя этих ламп = порядка 15 мм. В сферической или грушевидной колбе расположена единственная нить накала. Первый контакт в такой лампе — одиночный центральный контакт (SCC), второй контакт образован металлическим поколем. Мощность лампы - обычно 5или 21 Вт. Малая лампа (5 Вт) использует для передних или задних габаритных огней, большая(21 Вт)- для указателей поворотов, аварийных сигналов, огней заднего хода и задних противо туманных фар.

Двух нитевая лампа со стандартным цоколем

По форме и размеру эта лампа не отличается от рассмотренной выше, но содержит две нити. Один конец каждой нити связан со своим изолированным выводом, а два других конца присоединены к металлическому поколю, образующему третий контакт (обычно соединяется с «землей»). Штырьки на цоколе смешены таким образом, «чтобы две нити, которые имеют различную мощность потребления, не могли быть подключены неправильно. Одна нить используется для стоп-сигнала, а другая - для заднего габаритного огня. Они соответственно имеют мощность 21 и 5 Вт (лампа обозначается 21/5 Вт).