Die erfahrenen Scheinwerfer des Konzerns Volkswagen — der Weg in die glänzende Zukunft

Im Forschungszentrum des Volkswagen-Konzerns in Wolfsburg herrscht Geheimhaltung: Kameras an Handys und Laptops sind versiegelt, auch die geringste Abweichung von der vorgesehenen Route ist unzulässig. Von Minute zu Minute werden wir die neuesten Entwicklungen im Bereich der Lichttechnik sehen — vielversprechend Scheinwerfer, Leuchten und vieles mehr. Das erste Wort wird von einem der Hauptkonstruktoren genommen. Es folgt ein Konstruktor mit niedrigerem Rang. Sie erzählen, wie wichtig es für sie ist, mit Plastik zu spielen, sie zu füllen, die Freiheit der Form zu haben. Allein mit dieser Frage beschäftigen sich 15 Künstler des Unternehmens. Sind Ingenieure dabei eine dritte Partei?

Im historischen Sinne scheint es nicht zu sein. Der Durchbruch im Bereich der Kopfleuchten war die Einführung der Halogenlampe H4 mit Doppelfaden im Jahr 1971, deren nominales Abblendlicht 1,000 Lumen betrug, und war unerreichbar. Bis jetzt in vielen Budget-Autos sind genau diese Lampen, einschließlich der Einstiegsversionen der Limousine Volkswagen Polo. Es ist die Menge an Licht von der Quelle, die im Grunde bestimmt, wie gut der Scheinwerfer die Straße beleuchtet. Und die Fläche des Reflektors, seine Form und Oberflächenqualität sowie die optischen Eigenschaften des Diffusors sind bereits Nuancen.

Bis Anfang der 90er Jahre in der Welt (mit Ausnahme der USA mit ihren individuellen Standards) wurden die Lampe H4 und einige andere Arten von Halogen umgangen. Zu dieser Zeit lernten die Designer, den Lichtstrom durch die Form eines Reflektors oder die Installation von Projektormodulen besser zu nutzen. Dann kamen neue Lampen, darunter die beliebteste Single-Thread H7 (1,500 Lumen). Es ist in den Scheinwerfern von Abblendlicht und Fernlicht der Basisausstattung von Kalugaer Polo installiert. Allerdings in Kia Rio/Hyundai Solaris verwenden HB3-Lampen (so viel wie 1860 Lumen), und der Leistungsrekord unter den Halogenlampen hält H9 Fernlicht, das erzeugt 2,100 Lumen.

Im Jahr 1991, wieder dank der Ingenieure, erschien eine revolutionäre Technologie von Xenon-Lampen mit einer Nennleistung von 3,200 Lumen, mehr als dreimal mehr als die von H4. Die Lichtquelle war ein elektrischer Lichtbogen, kein erhitzter Faden. Im Aussehen nicht anders, Xenon-Scheinwerfer warfen viele technische Herausforderungen: Anforderungen an die Genauigkeit der optischen Geräte erhöht, die Anwesenheit von Zündeinheiten erschwert das Layout der Komponenten. Wenig später wurden ein automatischer Korrektor und ein Scheinwerferreinigungssystem für Xenon obligatorisch. All dies ist teuer, aber sehr effektiv, insbesondere in Verbindung mit Strahlregelsystemen (seit den 2000er Jahren).

Vor 15-20 Jahren kamen die Designer aus dem Schatten. Zuerst experimentierten sie mit der “Füllung” des Scheinwerfers. Denken Sie daran, was die Scheinwerfer der 3. und 4. Generation VW Golf mit dem gleichen Aussehen unterschieden? Wie frisch sah transparenter, kratzfreier Kunststoff und elegante “runden” innen aus? Im Laufe der Zeit wurden die Scheinwerfer verlängert, abgeflacht, verengt, um den Effekt des räuberischen Blicks zu erreichen… Und welche Horizonte öffnet “Lichtdesign”, wenn sich die Form der leuchtenden Elemente ändert! Jetzt im Scheinwerfer gibt es einfach keinen Platz für die Lampe, um alle Wünsche der Ästheten zu verwirklichen. Deshalb ist der Kurs auf LEDs gesetzt, und das nicht nur beim Volkswagen-Konzern.

Seltsamerweise stirbt Xenon langsam. Statt des klassischen 35-Watt-Xenon wurde ein neuer Standard für 25-Watt-Lampen erfunden. Dies ermöglicht es uns, einen Lichtstrom von regulatorischen 2,000 Lumen aufzunehmen, für die kein teures Selbstkorrekturgerät und ein Waschgerät erforderlich sind. Leider ist das Licht von solchen Scheinwerfern manchmal nicht glücklich. Der Vorteil von relativ guten Halogenlampen ist, dass ihr kaltes Licht für das Auge angenehmer ist. Es wird gemunkelt, dass die Verwirrung mit dem 25-Watt — Xenon das Werk der Lampenhersteller ist. So beschlossen sie, Leerlauf-Kapazitäten zu laden. 

Aber auch die globale Umstellung auf LED-Technologie ist für Ingenieure interessant, weil sie den Energieverbrauch senkt und die Lebensdauer verlängert. Der Preis ist nicht mehr peinlich. Ein normaler Scheinwerfer mit einer kleinen Anzahl von Dioden (wie bei der Polo-Klasse) kostet nur ein wenig mehr als der durchschnittliche Halogen. Aber 25-Watt-Xenon-Lampe ohne Korrektor ist fast doppelt so teuer. Bisher sind die Preise für Matrix-Scheinwerfer hoch: sie haben Dutzende von Dioden, die es ermöglichen, die Lichtverteilung durch wechselnde Verbindungen flexibel zu ändern. Zum Beispiel können Sie ein entgegenkommendes Auto schattieren, wenn das Fernlicht eingeschaltet ist. Aber bald werden sie im Preis fallen.

Matrix-Modul von Scheinwerfer IQ.Light der neuesten Version des Touareg, so groß wie ein halbes Stück Zigaretten, enthält eine Platine, einen Kühler mit Ventilator, 48 Dioden Abblendlicht und 27 Fernlicht. Dieses Ensemble arbeitet cool zusammen mit zusätzlichen Seitenelementen, als ob die Tentakeln des Lichts zu allen unbeleuchteten Abschnitten der Straße ausdehnen, die entgegenkommenden Autos im Schatten verlassen. Die Lichtverteilung hängt von vielen Faktoren ab: Wetter, Geschwindigkeit, Flugbahn… Eine Reichweite von 100 Metern ist besser als bei einem 35-Watt-Xenon.

Die gleiche Effizienz bietet eine kompakte 4×4 mm Mikropixel-LED. Wenn Sie es in der Hand halten, können Sie die Arbeit des mit ihm ausgestatteten Scheinwerfers schätzen. Es gibt keinen signifikanten Unterschied in der Lichtintensität. Die Genauigkeit der Strahlsteuerung ist beeindruckend: Der Fortschritt in Bezug auf Touareg-Scheinwerfer ist der gleiche wie zwischen ihnen und Passat-Scheinwerfern mit mechanischem Verschluss, die in nur vier Jahren veraltet sind. Sowohl Designer als auch Ingenieure sind zufrieden: mit drei “Pixel”-Dioden im Scheinwerfer, die 1024 einzelne Mini-Strahlen geben, können Sie eine Matrix von 3,072 Zellen anstelle der aktuellen 75-80 verwenden. 

Vielleicht wird die Entwicklung des Lichts einen anderen Weg gehen. Die Lichtquellen werden nicht multipliziert, und die Lichtverteilung wird durch Zwischenmatrixfilter mit einer Auflösung von bis zu 30,000 Pixeln verarbeitet. Das ist genug, um nicht nur geschickt die Richtung des Strahls zu ändern, sondern auch Inschriften, Symbole und Hinweise auf die Straße zu projizieren… zum Beispiel, um in einer Kurve den Korridor zu zeigen, auf dem das Auto bei der aktuellen Drehung des Lenkrads fahren wird, oder um die Blinker auf dem Asphalt zu duplizieren. Aber es gibt eine Meinung, dass dies eine Utopie ist. Die Straßen sind schon voll von visuellem Müll, eine solche Idee durch kurvige Wege zu führen, ist unrealistisch, und ein wenig Schmutz wird dazu führen, dass das schöne “Bild” verschwommen wird.

Einfache LEDs werden ebenfalls verbessert. In einem speziellen schwarzen Hangar, der zum Testen von Beleuchtungssystemen ausgestattet ist, sahen wir einen Prototyp mit leistungsstarken Dioden, die 3-4 A gegen etwa 1 A bei den aktuellen verbrauchen. In der Tat ist das Licht größer, was bedeutet, dass es flexibler gesteuert werden kann. Wenn Sie den Fernstrahl solcher Scheinwerfer eingrenzen, wird er 550 Meter Dunkelheit durchbohren, was nur für Laserscheinwerfer möglich ist, wo das Licht von der fluoreszierenden Leuchtstoffplatte mit Laserstrahlen “ausgeschlagen” wird.

Diese Technologie ist seit etwa fünf Jahren — neben BMW wird sie auch von Volkswagen-Kollegen im Audi-Konzern genutzt. Sein Auftritt bei den “volkstümlichen Autos” ist jedoch unwahrscheinlich. Solche Scheinwerfer sind sehr teuer wegen der Verwendung von spezifischen Materialien und Technologien (im Fall der Limousine Audi A8 — 215 Tausend Rubel teurer und bereits teure Matrix). In Zukunft wird sich ihr Wert nicht ändern. Darüber hinaus liefert die Laser-Lumineszenz-Quelle einen sehr starken, aber schmalen Strahl, dessen Anwendung auf den Fernstrahl beschränkt ist.

Welche Art von Lichtmuster bevorzugt der Verbraucher normalerweise? Es ist das Fernlicht, das normalerweise die widersprüchlichsten Bewertungen hervorruft. In Skandinavien lieber Fernstrahl, und im Rest von Europa — breit, schafft die Illusion von großer Macht. Volkswagen hofft, dem Kunden künftig verschiedene Lichtstrahlen zur Auswahl anbieten zu können. Das Abblendlicht ist stark geregelt, obwohl einige eine klare Grenze von Licht und Schatten bevorzugen (charakteristisch für Projektionsscheinwerfer), während andere eine glattere bevorzugen.Objektiv sind sie ihre Wirksamkeit ist identisch, und es ist eine reine Frage des Geschmacks. Die Deutschen versuchen, den Übergang “glatter” zu machen, um allen zu gefallen.

Was die einzelnen Nebelscheinwerfer betrifft, sind sie eine wirklich aussterbende Spezies. Raten Sie, wenn sie im Kampf für die Sauberkeit der Körperlinien behindert haben? Um den Verlust von Nebelscheinwerfer vollständig auszugleichen, muss nur das teure adaptive Hauptscheinwerfer-Licht verwendet werden, das den Strahl bei schlechtem Wetter und bei Kurvenfahrten erweitern kann. Im Falle von Budget-Autos sind wir einfach ohne zusätzliche Lichtquelle. Dabei werden die Russen besonders beleidigt: anders als in Europa dürfen hier zu jeder Tageszeit Nebelscheinwerfer eingesetzt werden, und zusätzliches Licht hilft auf holprigen Straßen.

Auch im Bereich der Scheinwerferreinigung ist kein Fortschritt zu erwarten. Volkswagen ist mit den aktuellen Sprühsystemen zufrieden, weil sie in die Zertifizierungsanforderungen passen, wonach der Scheinwerfer aufgrund der gudronierten Zusammensetzung verschmutzt ist. Offensichtlich sind Waschmaschinen im chemisch schmutzigen Nebel russischer Reagenzien unwirksam, aber speziell für uns wird niemand eine neue Technologie entwickeln. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Temperatur des Scheinwerferglases. LED-Scheinwerfer sind kalt und schmelzen Schnee nicht so effizient wie Xenon und insbesondere Halogen. Wenn das Fahrzeug daher leistungsstarke LED-Elemente verwendet, die einen Lüfter erfordern, versuchen sie, den von ihm kommenden Strom entlang des Glases zu leiten.

Eine weitere Zwistigkeit ist die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der LEDs. Theoretisch ist das ihre Stärke. Aber alle Diodenscheinwerfer und Lampen sind “gelötet” und stellen keinen Ersatz für leuchtende Elemente dar. Erst vor kurzem gab es erste Berichte, dass Toyota austauschbare LED-Module für die Scheinwerfer des neuen Corolla eingeführt hat. Die geschätzte Lebensdauer der Dioden ist zwar länger als die der Lampen, aber nicht unbegrenzt. Volkswagen hofft auf 8,000 Betriebsstunden, was etwa 11 Jahre betragen wird, wenn man die Scheinwerfer für zwei Stunden am Tag benutzt. Oder weniger als ein Jahr, wenn sie nicht rund um die Uhr ausgeschaltet werden, zum Beispiel in einem Taxi. Danach ist das Aussterben unvermeidlich.

Und es gibt keinen Weg zurück. In fünf Jahren bleiben bei Volkswagen nur noch Dioden übrig. Designer sind begeistert, Ingenieure werden nach neuen Anwendungsbereichen der Technologie suchen. Zum Beispiel, um die Kommunikation mit unbemannten Fahrzeugen aufrechtzuerhalten. Die Projektion der aktiven Parkleitungen auf den Asphalt ist bereits fertig. Bald wird es möglich sein, den Nachbarn per Stream Text-, visuelle Nachrichten auf Bildschirmen oder im LED-Feld der Rückleuchten zu senden…

Die wichtigste Schlussfolgerung, die der Verbraucher für sich selbst machen muss — nehmen Sie nicht alles als Wahrheit in letzter Instanz wahr. Es ist ein Fehler zu glauben, dass Halogenlampen per Definition die schlechtesten von allen sind und LEDs besser als Xenon sind. In jedem Segment gibt es “ausgezeichnete” und “Pflaumen”. Die Basis LED-Module können schlechter glänzen als die erstklassigen Halogenlampen. Denken Sie daran, dass, wenn der Scheinwerfer keine Waschmaschine hat, der Lichtstrom des Abblendlichts garantiert weniger als 2,000 Lumen sein wird. Die Wörter “LED-Scheinwerfer” können sowohl ein High-Tech-Produkt als auch eine kostengünstige Fälschung bedeuten. Eines ist sicher: das Erscheinungsbild der Scheinwerfer wird immer attraktiver.

Dies ist eine Übersetzung. Man kann den ursprünglichen Artikel hier lesen: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html