Приборы освещения и световой сигнализации

Световые приборы повышают безопасность движения автомобиля и создают удобство для водителя и пассажиров. Из-за отказа приборов освещения и световой сигнализации в темное время суток происходит свыше 40% дорожно-транспортных происшествий, несмотря на то, что в дневное время число эксплуатируемых автомобилей в несколько раз больше. Поэтому исправность приборов освещения и сигнализации, правильное пользование ими при движении автомобиля и на кратковременных стоянках значительно повышают безопас­ность дорожного движения. Основное назначение внешних све­товых приборов - освещение пути следования автомобиля, а приборов сигнализации - передача и обмен информацией меж­ду участниками дорожного движения.

К основным внешним световым приборам относятся фары дальнего и ближнего света, противотуманные фары, передние фонари (габаритные и стояночные огни, указатели поворота), задние фонари (стояночные и габаритные огни, огни заднего хода, противотуманные огни, указатели поворота, сигналы торможения), боковые фонари, фонарь освещения номерного знака, световозвращатели и опознавательный знак (фонарь) автопоезда.

Для внутреннего освещения автомобиля служат плафоны освещения салона кузова или кабины, лампы освещения щит­ка приборов. Кроме того, автомобиль оснащается подкапот­ной и переносной лампами, а также лампами багажника и ве­щевого ящика у легковых автомобилей.

К приборам сигнализации относятся световые ука­затели поворота автомобиля, сигнал торможения, звуковой сигнал, контрольные лампы аварийного давления масла, по­вышенной температуры жидкости в системе охлаждения дви­гателя, заряда аккумуляторной батареи, включения стояноч­ного тормоза, указателей поворота, дальнего света фар.

Фары дальнего и ближнего света. В соответствии с ГОСТ 3544-75 фары дальнего и ближнего света изготовля­ются следующих типов: С — фары ближнего света и дополни­тельного дальнего; R - фары дальнего света: CR - фары ближнего и дальнего света. Фары типа С и R применяются в четырехфарной системе освещения, а фары типа СR - в двухфарной. Фары всех типов должны обеспечивать достаточ­ную видимость дороги и объектов на ней как при ближнем свете, так и при дальнем - для поддержания необходимой скорости движения и безопасности движения автомобиля.

Фары могут быть установлены в следующих сочетаниях: две фары с диаметром выходного отверстия отражателей 170 мм; две прямоугольные фары с размерами выходного от­верстия отражателей 225х130 мм; четыре фары с диамет­ром выходного отверстия отражателей 136 мм (две внутрен­ние - только дальнего света). В двухфарной системе широкое распространение получили фары типа CR (ФГ-140) с диа­метром оптического элемента 170 мм.

Фара ФГ-140 (рис.155) состоит из герметизированного оптического элемента, закрепленного в корпусе 4 с помощью держателя 5 и наружного ободка 2. Оптический элемент включает в себя отражатель 6, рассеиватель 1, лампу 8 и экран 7, снижающий ослепляющее действие ближнего света при разъездах встречных автомобилей.

Отражатель 6 полуразборного оптического элемента фары воспринимает основную часть светового потока, выпускаемо­го лампой, и отражает его на рассеиватель в виде концентри­рованного светового пучка. Отражатель изготовляется из стальной листовой ленты и имеет форму правильного парабо­лоида вращения. Зеркальная поверхность отражателя состоит из тонкого слоя алюминия, нанесенного по лаковому подслою методом распыливания алюминия в вакууме. Такая поверх­ность отражает около 90% падающего на нее света.

Рассеиватель 1 перераспределяет отраженные световые лучи, преломляет и рассеивает их в горизонтальной и верти­кальной плоскостях. Он представляет собой преимущественно выпуклое стекло, на внутренней поверхности которого отфор­мованы различные по форме линзы и призмы, обеспечиваю­щие необходимое преломление и рассеяние световых лучей. Рассеиватель приклеивается к отражателю или завальцовывается с ним через резиновую прокладку.

В горизонтальной плоскости рассеиватель распределяет световой поток на 18-20°, что улучшает освещение обочин дороги. Применяются также рассеиватели асимметричного ти­па, позволяющие увеличить дальность видимости с правой сто­роны дороги, что повышает безопасность движения. В конст­рукции фар предусмотрена регулировка направления их свето­вого потока в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах до 4-5° от исходного положения. Свет фар регули­руют при помощи двух регулировочных винтов 3 и 13, кото­рые, воздействуя на держатель 5, изменяют положение опти­ческого элемента, закрепляемого на корпусе фары винтами 12. Лампу вставляют в оптический элемент через отверстие в отражателе и закрепляют патроном 9. К патрону присоеди­нена штеккерная колодка 10, соединенная проводом с корпу­сом фары, а проводниками 11 - с переключателем света.

На легковых автомобилях широкое применения находят прямоугольные фары, так как они имеют большую площадь отражателя, что позволяет при одинаковой мощности ламп получить лучшую освещенность дороги.

Лампы. В зависимости от назначения лампы делятся на лампы фар ближнего и дальнего света, передних, задних и боковых фонарей, противовакуумных фар, плафонов внутренне­го освещения и щитка приборов. Автомобильные лампы выпол­няют одно- и двухнитевыми. Лампы, предназначенные для ус­тановки в фары (рис.156), изготовляют преимущественно двухнитевыми. Они состоят из колбы 1, нити 3 ближнего света, нити 2 дальнего света, экрана 4, фланца 5, цоколя 6 и контактных выводов 7. Лампы характеризуются потребляе­мой мощностью, расположением нитей накала и конструкцией фокусирующего цоколя 6, обеспечивающего при помощи фланца 5 точное расположение нитей накала относительно фокуса отражателя. Широкое применение находят лампы с фокусирующи­ми цоколями типа 2ФД-42 и Р45t-41 (рис.156, а и б).

Для получения двух световых потоков дальнего и ближне­го света нить 2 располагают в фокусе отражателя (дальний свет), а нить 3 - вне его фокуса (ближний свет). Включая одну или другую нить, водитель переключает фары на даль­ний или ближний свет.

В настоящее время широкое распространение получили фа­ры с асимметричным распределением ближнего света. Эти фары обеспечивают лучшую освещенность правой части доро­ги и уменьшают возможность ослепления водителя встречно­го транспорта. Это достигается расположением нити 3 ближ­него света выше и левее оптической оси отражателя, установ­кой экрана 4 перед нитью ближнего света и улучшенным светораспределением рассеивателя.

Нити ламп изготовляют из вольфрамовой проволоки, допус­кающей температуру нагрева до 2800 С. Для уменьшения испарения вольфрама колбы ламп мощностью до 3 Вт делают вакуумными, а свыше 3 Вт наполняют инертными газами (смесь 96% аргона и 4% азота).

Широкое применение находят галогенные лампы, особенно­стью которых является наличие в среде инертного газа гало­генов (обычно паров йода или брома) или их соединений. Га­логенные пампы (рис.156, в и г) отличаются меньшими раз­мерами колбы, повышенной, примерно в 1,5-2 раза, яркостью вследствие повышения температуры накала до 3300°С и уве­личенной на 20-30% освещаемостью дороги и объектов.

Противотуманные фары. Световые лучи обыкновенных фар при движении в тумане ослепляют водителя встречного авто­мобиля. Ослепление вызывается тем, что световые лучи от­ражаются от капелек тумана и создают световую завесу пе­ред автомобилем. Дорога и предметы, расположенные по сто­ронам, освещаются плохо. Поэтому применяют противотуман­ные фары, которые отличаются от фар ближнего и дальнего света специально рассчитанным светораспределением, обес­печивающим широкий луч света с удовлетворительной види­мостью на расстоянии 20-30 м. Это позволяет в условиях тумана или недостаточной метеорологической видимости дви­гаться автомобилю со скоростью 20-30 км/ч.

В противотуманных фарах ФГ119 и ФГ120Б (рис.157, а), устанавливаемых на отдельных моделях автомобилей (МАЗ, КамАЗ, ГАЗ и др.), применена специальная форма отражате­ля 2 и изменена форма линз и призм рассеивателя 1. Это позволяет увеличить угол рассеяния светового потока до 70 в горизонтальной плоскости с большим наклоном его вниз (рис.157, б).

Противотуманные фары устанавливаются ниже фар освеще­ния, и высота их расположения должна быть не менее 250 мм от дорожного покрытия; нижнее расположение фар улучшает освещение дороги перед автомобилем. Световой пучок фары по вертикали регулируют винтом 6 (рис.157, а), с помощью которого отражатель можно повернуть на 8—10 от исходно­го положения.

В фарах применяют галогенные лампы 4 с экраном 3, предотвращающим ослепление прямыми лучами водителей встречного транспорта. Патрон 5 лампы имеет конструкцию, аналогичную конструкции патрона обычных фар. Рассеиватели противотуманных фар для создания лучшего цветового конт­раста изготовляют из стекла желтого цвета.

Указатель поворота. На автомобилях применяют световые указатели поворота, предназначенные для сигнализации о предстоящем изменении направления движения. Устройство указателя поворота грузового автомобиля с прерывателем типа РС57 показано на рис.158, а. Он состоит из сигналь­ных ламп 15 и 18, установленных в задних и передних фона­рях, контрольной лампы 14 щитка приборов и термоэлектро­магнитного прерывателя, расположенного на основании 12 из диэлектрика. К кронштейну 11 прерывателя приклепан сер­дечник 8, на который намотана обмотка 10, включенная по­следовательно с сигнальными лампами. По обе стороны сер­дечника закреплены стальные якорьки 1 и 9 с контактами 4 и 5. К якорьку 1 крепится нихромовая струна 3, через ре­зистор 2 соединенная с неподвижным контактом 4. В нера­бочем состоянии контакты 4 разомкнуты под действием на­тянутой нихромовой струны, а контакты 5 разомкнуты вслед­ствие натяжения упругой пластины 7, упирающуюся в упор 6.

При замкнутых контактах выключателя зажигания 13 и включенных переключателем 17 сигнальных лампах 18 ток от аккумуляторной батареи проходит по следующей цепи: по­ложительная клемма аккумуляторной батареи - выключатель зажигания 13 - клемма Б - кронштейн 11 - сердечник 8 -якорек 1 - нихромовая струна 3 - добавочный резистор 2 -обмотка реле 10 - клемма СЛ - переключатель 17 – лампы 18 или 15 - корпус автомобиля - отрицательная клемма ба­тареи. Так как в цепь включен резистор с сопротивлением 18 Ом, нити ламп горят слабые- накалом.

Проходящий по струне 3 ток вызывает ее нагрев, струна удлиняется и ее натяжение ослабевает, вследствие чего яко­рек 1 притягивается к сердечнику электромагнита, и контак­ты 4 прерывателя замыкаются. Замкнутые контакты 4 шун­тируют резистор 2 и струну 3. При этом сила тока в цепи ламп увеличивается и нити их светятся полным накалом. Пре­рывание тока в струне сопровождается ее охлаждением и уменьшением длины. Струна натягивается и размыкает кон­такты, после чего процесс повторяется.

Периодическое замыкание и размыкание цепи контрольной лампы 14 обеспечивается работой контактов 5. Частота виб­рации контактов, а следовательно, и число миганий ламп в минуту составляет 80-120 и регулируются винтом 16.

В момент замыкания контактов 4 возрастает сила тока в обмотке 10, сердечник намагничивается сильнее и, притяги­вая якорек 9, замыкает контакты 5. При этом контрольная лампа горит полным накалом. После размыкания контактов 4 вследствие уменьшения силы тока в обмотке сердечника его намагничивание уменьшается, под действием упругой пласти­ны 7 контакты 5 размыкаются и цепь контрольной лампы вы­ключается.

Прерыватели типа РС57 устанавливаются на грузовых ав­томобилях ГАЗ-53А, ГАЗ-66-01, ЗИЛ-130 и др.

Схема светового указателя поворота легкового автомоби­ля показана на рис.158, б. К нему кроме ламп, расположен­ных в передних и задних фонарях, подключены две сигналь­ные лампы боковых фонарей 19, расположенных с правой и левой сторон автомобиля.

Для включения указателя служит рычажный переключа­тель 20, установленный на рулевой колонке. Возвращение рычага в нейтральное положение происходит автоматически при выводе управляемых колес в положение прямолинейного движения.

Сигнал торможения. Для световой сигнализации о тормо­жении служат сигнальные однонитевые лампы, которые уста­навливаются в задних фонарях автомобиля. Для включения ламп имеются специальные выключатели, работающие от тор­мозной системы автомобиля.