A história do surgimento e transformação dos faróis dos carros está repleta de vários detalhes e momentos interessantes. O farol do carro percorreu um longo caminho para obter uma aparência moderna. Vamos tentar percorrer isso, traçando os principais marcos no desenvolvimento da iluminação automotiva.
Desenvolvimento histórico da iluminação automotiva
Os protótipos dos primeiros carros (“carruagem autônoma”) não tinham nenhum farol – porque se moviam apenas durante o dia. Quando os primeiros carros apareceram, eles usaram as lâmpadas mais primitivas – querosene, óleo e depois acetileno (desde 1896). Estes últimos eram muito trabalhosos de usar: para acender o farol, era preciso abrir a válvula de suprimento de acetileno, depois as tampas de vidro dos próprios faróis e, finalmente, acender uma tocha com um fósforo. Ao mesmo tempo, o acetileno era produzido em movimento em um tanque separado, dividido em duas seções, que era necessário preencher com carboneto de cálcio e despejar água antes da viagem. Em 1908, Sally Windmüller, da WMI, apresentou um novo princípio de operação de tochas de acetileno. O refletor e as lentes definiram a direção da luz: a tocha começou a brilhar para frente, não ao redor. Devido a isso, a visibilidade aumentou dez vezes – até 300 metros.
Em 1912, uma lâmpada elétrica foi inserida no lugar de uma chama aberta. Um refletor polido foi colocado em um lado e uma lente foi colocada no outro. O Cadillac Model 30 e o lendário Rolls-Royce Silver Ghost foram os primeiros a receber faróis elétricos no pacote padrão. A lâmpada elétrica incandescente em si foi inventada no século 19, mas o carro precisava de um gerador de corrente contínua. Portanto, em meados da década de 1910, os faróis incandescentes apareceram apenas em carros premium e apenas na década de 1920 começaram a ser instalados massivamente.
O refletor enferrujou rapidamente porque os faróis não estavam hermeticamente fechados. A luz já fraca estava ficando ainda mais fraca e, o mais importante, um halo foi formado ao redor dos faróis, que cegava os carros que se aproximavam. Em 1941, faróis desse tipo foram banidos.
Os faróis com feixe de cruzamento/condução apareceram apenas na década de 1920. Antes disso, devido às enormes tolerâncias da montagem, todos os ajustes na direção da luz simplesmente não faziam sentido. Os primeiros ajustadores de feixe começaram a ser produzidos, havia diferentes tipos: alavanca, cabo, hidráulico. Alguns fabricantes colocaram a alavanca do reostato no painel frontal. O motorista pode ajustar o brilho das lâmpadas com ele. Em 1919, a Bosch introduziu uma lâmpada de dois filamentos.
Em meados da década de 1950, a empresa francesa Cibie propôs uma solução revolucionária para aqueles tempos, que ainda é usada hoje. A ideia era criar um feixe de luz assimétrico para que os faróis do motorista brilhassem mais perto do que os do passageiro. Desde 1957, esse tipo de distribuição de luz foi incluído em todos os regulamentos técnicos europeus para carros produzidos em massa.
Os faróis hermeticamente fechados diferiam pouco das lâmpadas domésticas: um filamento de tungstênio foi colocado em um bulbo de vidro cheio de gás inerte, mas o refletor foi instalado diretamente dentro do bulbo. Essas lâmpadas, como as domésticas comuns, gradualmente perderam seu brilho, pois o tungstênio evaporou do filamento e se fixou nas paredes do bulbo.
Os faróis herméticos eram geralmente baratos — principalmente por causa da unificação que permitia a produção de grandes lotes. Vários tipos de faróis foram produzidos e uma abordagem padronizada não permitiu que os projetistas de automóveis desse ao carro uma aparência individual.
Em 1962, a Hella lançou a primeira lâmpada halógena para automóveis. Sua eficiência luminosa aumentou uma vez e meia em comparação com as lâmpadas das gerações anteriores, a vida útil dobrou imediatamente, a emissão de calor diminuiu e a própria lâmpada também se tornou muito mais compacta. As lâmpadas halógenas continuam sendo o “padrão ouro” no campo da iluminação automotiva. Além disso, em 1961, os faróis dos carros também se tornaram retangulares, já que o difusor não era a lente, mas o policarbonato. Pode ser de qualquer formato. A forma do ar da carroceria foi simplificada para melhorar a termodinâmica do carro – os faróis de qualquer formato, não apenas redondo, se encaixam mais facilmente no design do carro.
Desde 1973, as montadoras começaram a substituir as lâmpadas dos faróis por lâmpadas halógenas em grandes quantidades. Graças aos selantes modernos e à tecnologia de montagem, os refletores mal corroem devido à entrada de umidade no interior. O bulbo de quartzo resistente ao calor tornou possível manter uma temperatura muito alta de um filamento, de modo que a composição de cores da luz estava muito mais próxima da luz natural do dia. Uma temperatura mais alta também significava que as lâmpadas halógenas tinham uma maior eficiência de luz por unidade de energia absorvida. Uma lâmpada halógena emite luz a uma temperatura de 3400 K (a temperatura de cor da luz solar natural é de cerca de 6000 K).
Por outro lado, o filamento de tungstênio evaporou mais rapidamente devido ao aumento da temperatura e, para resistir a isso, as lâmpadas halógenas foram preenchidas não apenas com um gás inerte, mas também com vapor de bromo ou iodo. O halogênio entrou em compostos com vapores de tungstênio e, em contato com um filamento quente, esses compostos se desintegraram novamente. Como resultado, o tungstênio se fixou novamente no mesmo filamento.
O advento da simulação computacional permitiu criar refletores combinados de uma forma complexa: com divisão em segmentos, cada um dos quais focaliza um feixe de luz de forma diferente.
Em 1993, a Opel usou pela primeira vez uma lente de policarbonato de plástico em um carro produzido em massa (o modelo Omega). Isso melhorou a transmissão de luz do farol e reduziu radicalmente seu peso total: quase em um quilo.
Na virada do milênio, os chamados faróis spot começaram a ser amplamente utilizados, nos quais um feixe de luz era direcionado para a direita/esquerda após o giro correspondente do volante. Em carros de baixo custo, a função de iluminação de curva é atribuída a luzes laterais adicionais ou faróis de neblina. Os modelos luxuosos e compactos usam uma versão combinada da luz de curva, na qual as lâmpadas laterais são acesas em baixas velocidades e os holofotes giratórios em altas.
Os carros modernos são equipados com lâmpadas HID (descarga de alta intensidade ou lâmpadas de xenônio) e são gradualmente substituídos por LEDs. São os especialistas mais recentes que dão o futuro da luz automotiva. Devido às vantagens claras (baixo peso, resistência a vibrações, longa vida útil, consumo ultrabaixo de energia), é provável que os LEDs substituam em breve o sistema HID no mercado automotivo.
O design de um farol moderno
As lâmpadas HID não têm nenhum filamento. Em vez disso, um arco de alta tensão emite luz em uma atmosfera de gases inertes. A ignição dessas lâmpadas requer alta tensão e alta corrente de partida (quando a lâmpada já está funcionando, ela consome muito menos energia e produz mais luz do que a lâmpada halógena comum). Além disso, o arco elétrico produz um fluxo luminoso mais uniforme, que é mais fácil de focar. Para que as lâmpadas de xenônio funcionem, o dispositivo de ignição, a lavadora e o ajustador de feixe estão instalados no carro.
No entanto, leva alguns segundos para que a lâmpada acenda, aqueça e comece a produzir energia total. Portanto, em alguns carros, as lâmpadas HID são usadas para cruzar o feixe, e as lâmpadas halógenas comuns são deixadas para o farol alto. Uma opção alternativa é um obturador elétrico. Nesse caso, a lâmpada de xenônio pode ter uma distribuição de luz nos modos de passagem e alto.
A principal vantagem da lâmpada de xenônio é a conformidade com a luz do dia: quanto mais próximos os faróis da luz do dia, menos cansados são os olhos do motorista e mais sereno, mais concentrado e mais atento ele se sente na estrada.
Os primeiros carros de produção com óptica de LEDs foram, como sempre, modelos de luxo. Em 1992, o BMW Série 3 Cabrio recebeu uma luz de freio LED central; no início dos anos 2000, luzes diurnas de LED apareceram no Audi A8 W12. E no Lexus LS 600h de 2008, os grupos de faróis dianteiros pela primeira vez no mundo se tornaram totalmente LED. As características distintivas dos LEDs são eficiência, confiabilidade, brilho, durabilidade, compacidade, insensibilidade a choques e vibrações, bem como custo-benefício e maior capacidade em comparação aos faróis de luz comuns.
Ainda não há padrões para uma montagem unificada de LED. Portanto, as montadoras precisam produzir o design original para cada modelo, e esse prazer não é barato. Os faróis de LED em si também são muito caros.
Os LEDs são usados nas luzes de estacionamento e freio há um tempo relativamente longo. Essa inovação desatou as mãos dos designers, permitindo que eles criassem luzes em qualquer estilo. Os faróis de LED têm um design simples: não precisam de blocos adicionais, por isso são mais fáceis de instalar e manter. Eles consomem significativamente menos energia, reduzem a carga no sistema de bordo e, consequentemente, o consumo de combustível. Além disso, os LEDs acendem de 400 a 500 milissegundos mais rápido do que uma lâmpada incandescente. Isso não é tão pouco – de queixo caído, viajando atrás de você e falando ao celular a uma velocidade de cerca de cem km/h, terá uma margem de doze metros para ter tempo de pisar no freio.
No entanto, o esquema de design dos faróis permanece o mesmo da década de 1920. Até agora, os faróis consistem em um corpo, um refletor, um difusor e uma lâmpada – uma fonte de luz:
Nos conceitos dos fabricantes alemães, Audi e BMW, os faróis a laser já são usados. A Audi só vai equipar modelos seriais com óptica laser, mas não cita nenhuma data específica. A BMW já oferece faróis a laser como opção para o híbrido esportivo i8. Os diodos laser têm um alcance de 500 metros. Uma desvantagem significativa dos faróis a laser é seu custo, eles são os faróis mais caros da atualidade, pelo menos 10 mil euros. Você pode comprar um carro novo e econômico por esse valor.
Com base nos diodos, especialistas da Hella criaram um sistema de LED matricial que não cega: consiste em uma câmera no para-brisa, um processador, unidades eletrônicas e LEDs. A câmera transmite informações de trânsito para uma unidade de controle que liga e desliga LEDs separados. Por exemplo, se a câmera vê um veículo se aproximando, a unidade de controle desliga o módulo que ilumina essa seção da estrada. Portanto, a luz que se aproxima não cega ninguém.
A solução integrada com a introdução de um display LCD no design de faróis de LED abre novas direções no desenvolvimento da tecnologia de iluminação automotiva. Um protótipo de “faróis LCD inteligentes” foi instalado no Porsche Panamera.
A qualidade e o estado dos faróis do carro não são menos importantes para a segurança do carro do que o funcionamento de seus outros mecanismos. Mas, independentemente do tipo de farol do carro, você não pode sentar ao volante se não houver licenças. O documento principal desse tipo é a carteira de motorista. Melhor – um tipo internacional. Você ainda não o tem? Não se preocupe, o processamento dessa carteira de motorista é possível diretamente em nosso site. Economize seu tempo e dinheiro – solicite uma carteira de motorista internacional agora mesmo!
