 Эволюция автомобильных фарИзобретение системы электрического освещения внесло заметный вклад в превращение автомобиля из экстремального увлечения в удобное транспортное средство.
Самые первые автомобили – моторные экипажи – унаследовали от карет системы освещения, представлявшие собой простые фонари, огонь в которых поддерживался либо восковыми свечами, либо небольшими горелками. Затем их сменили карбидные (ацетиленовые) системы, освещавшие дорогу горящим газовым пламенем. Запуск таких фар представлял из себя целый ритуал. Сначала водитель должен был налить воду в специальный бачок с газом, расположенный, как правило, на подножке автомобиля. Затем соединенный с водой карбид кальция образовывал тот самый ацетиленовый газ, который по трубке поступал к горелке, находящейся в отражателе. Чтобы зажечь огонь, требовалось открыть фару, поднести к горелке спичку – и фары начинали светить отраженным светом. Развитие оптики позволило достичь хорошей освещенности дороги, но хватало такой системы ненадолго: через пару часов газ заканчивался, бачок нужно было заправлять, а горелку с отражателем прочищать от копоти.
Открытие как результат опыта
Ситуацию исправило внедрение лампы накаливания. Первая автомобильная лампа такого типа была запатентована ещё в 1899 году французской фирмой Bassee & Michel. Но ещё десять лет лампы с угольной нитью накаливания оставались довольно ненадежными. К тому же они оказались очень неэкономичными, что потребовало тяжелых батарей, а они в свою очередь зависели от местных станций подзарядки: в те годы автомобильных генераторов большой мощности ещё не существовало.
Ситуацию изменили два изобретения. Первым стало применение тугоплавкого вольфрама в качестве материала для нитей накаливания – их использовала в 1906 году фирма Osram, и они оказались намного экономичнее ламп с угольной нитью. К тому же проведенные опыты показали, что вольфрамовые нити менее восприимчивы к тряске на неровной дороге. А второй инновацией оказалось появление системы Bosch-Licht, которая позволила системе освещения работать по замкнутому циклу без зависимости от зарядных станций.
В 1913 году немецкая электротехническая компания Bosch выпускала только один продукт для автомобилей – систему зажигания от магнето. Положение фирмы как производителя этого устройства являлось практически монопольным, но это не гарантировало вечного процветания, так как когда-нибудь спрос на магнето мог и упасть. Поэтому её владелец – инженер Роберт Бош – принял решение о расширении ассортимента продукции. Автомобили в то время уже начинали превращаться в товар массового потребления, и рынок электрооборудования менялся в соответствии с запросами многочисленных автопроизводителей и владельцев машин. Исходя из этого, руководство фирмы Bosch приняло решение начать производство осветительного оборудования – к тому времени её связи с автопроизводителями стали достаточно тесными, а опыта в проектировании электрооборудования было не занимать.
Фары, генератор и аккумуляторная батарея
Исследования в этой области начались ещё в 1910 году, и уже три года спустя они увенчались появлением системы освещения Bosch-Licht, состоящей из фар, генератора, аккумуляторной батареи и реле-регулятора для управления подзарядкой батареи. Система оказалась настолько удачной, что уже за год было продано более трех тысяч комплектов для установки на автомобили. Первое время компания производила только фары, генератор или реле-регулятор, а выпуск собственных аккумуляторов под маркой Bosch начался только в 1922 году. Рекламные материалы компании напоминали клиентам о преимуществах такой единой системы перед продукцией конкурентов, получавших комплектующие из разных источников.
Но с распространением фар накаливания появилась другая проблема – ослепление встречных водителей. Сначала её пытались решить включением добавочного сопротивления, снижавшего накал нити, а следовательно, и силу света. Но самое оптимальное решение было предложено фирмой Bosch, в 1919 году представившей автомобильную лампу с двумя нитями накаливания – для дальнего и ближнего света. К тому времени уже был придуман и особый рассеиватель, представлявший собой покрытое призматическими линзами стекло фары, отклоняющее свет вниз, на дорожное полотно. В те же годы лампы стали заполнять смесью аргона и азота, который препятствовал испарению вольфрама с нити, что благоприятно сказалось на долговечности ламп.
В 1921 году к автомобильному осветительному оборудованию добавились фары для мотоциклов, а два года спустя и для велосипедов. 1930-й год ознаменовался появлением противотуманных огней и фар дальнего света. Увеличение числа автомобилей и плотности потоков в городах потребовало производства указателей поворотов семафорного типа, а также тормозных сигналов. И после Второй мировой войны концерн долгое время продолжал оставаться одним из ведущих производителей систем освещения для транспортных средств.
Меняем форму
Следующим этапом развития автомобильных фар стало применение в пятидесятые годы галогенидов – газообразных соединений йода или брома. В такой лампе галогенный газ вступал в соединение с испарившимся вольфрамом, затем при высоких температурах это соединение распадалось на составляющие вещества, и атомы вольфрама оседали на спирали. Поэтому лампы с галогенами, отлавливающими испаряющийся вольфрам и возвращавшими его на спираль, были более долговечными. Первую автомобильную галогенную лампу представила в 1962 году фирма Hella, а потом такие лампы с высокой световой отдачей стали уже массовым явлением.
Долгие годы фары имели только одну форму – круглую. И эта форма могла оставаться неизменной, пока корпуса фар крепились отдельно от крыльев и капота, к тому же она являлась самой простой и оптимальной для производства. Но с развитием автомобильного дизайна потребовались и более сложные формы. Внедрение в производство фар термопластики позволило воплотить в жизнь многие дизайнерские идеи вроде вмонтированной в кузов светотехники. Так, в 1957 году фирма Bosch начала производство единой системы из фар ближнего и дальнего света, стояночных и парковочных фонарей и сигналов поворота в одном объединенном блоке.
Следующей страницей в истории автомобильного освещения стало изобретение ксеноновых ламп, представлявших собой колбу, в которую под большим давлением закачана смесь инертных газов, большей частью ксенона. В эту же колбу подведены два провода, дающие розжиг газа, образующего свечение. Основное преимущество ксеноновых ламп – более мощное освещение при низком потреблении энергии. К тому же свет от ксеноновых ламп по своему спектру ближе к дневному, поэтому позволяет водителям лучше оценивать ситуацию на дороге. Он намного лучше «пробивает» завесу из тумана или дождя, освещая дорожное полотно, а не капли воды в воздухе. К тому же такой свет не слепит водителей встречных машин, в отличие от галогенных ламп. И поскольку у ксеноновой лампы нет нити накаливания, то перегорать там нечему.
Но и век ксеноновых ламп может оказаться не таким уж и долгим, так как будущее пророчат не газовым лампам, а светодиодам – полупроводниковым приборам, излучающим свет при прохождении тока. Пока они выполняют второстепенные функции в системах автомобильного освещения, но в будущем могут вытеснить лампы с позиций головного света.
|
