В научно-исследовательском центре концерна Фольксваген в Вольфсбурге властвует секретность: камеры на телефонах и ноутбуках запечатаны, недопустимо даже малейшее отклонение от предустановленного маршрута. С минуты на минуту мы увидим новейшие разработки в области светотехники — перспективные фары, фонари и многое другое. Первым слово берет один из главных конструкторов. За ним следует конструктор более низкого ранга. Они рассказывают о том, как важно для них играть с пластикой осветительных приборов, их наполнением, иметь свободу формы. Только этим вопросом занимаются 15 художников компании. Являются ли при этом инженеры третьей стороной?
В историческом смысле, похоже, что нет. Прорывом в области головных фонарей стало внедрение в 1971 году галогенной лампы Н4 с двойной нитью накаливания, номинальный ближний свет которой составлял 1000 люмен, и был недостижим. До сих пор во многих бюджетных автомобилях стоят именно такие лампы, в том числе и в начальных версиях седана Фольксваген Поло. Именно количество света от источника в основном определяет, насколько хорошо фара освещает дорогу. А площадь отражателя, его форма и качество поверхности, а также оптические свойства рассеивателя — это уже нюансы.
До начала 90-х годов в мире (за исключением США с их индивидуальными стандартами) обходились лампой Н4 и некоторыми другими видами галогенных. К тому времени дизайнеры научились лучше использовать световой поток посредством формы отражателя или установки модулей проектора. Затем появились новые лампы, в том числе самая популярная однонитевая Н7 (1500 люмен). Ее устанавливают в фары ближнего и дальнего света базовых комплектаций Polo калужского производства. Однако в Kia Rio/Hyundai Solaris используют лампы HB3 (аж в 1860 люмен), а рекорд производительности среди галогенных ламп удерживает H9 дальнего света, которая генерирует 2100 люмен.
В 1991 году, опять же благодаря инженерам, появилась революционная технология ксеноновых ламп номинальной мощностью 3200 люмен, что более чем в три раза больше, чем у Н4. Источником света была электрическая дуга, а не нагретая нить. Ничем не отличаясь по внешнему виду, ксеноновые фары бросили множество технических вызовов: требования к точности оптических приборов повысились, наличие блоков зажигания усложнило компоновку компонентов. Чуть позже автоматический корректор и система очистки фар стали обязательными для ксенона. Все это дорого, но весьма эффективно, особенно в сочетании с системами регулировки пучка (начиная с 2000-х годов).
Лет 15-20 назад дизайнеры вышли из тени. Сначала они экспериментировали с “начинкой” фары. Помните, чем отличались фары 3-го и 4-го поколения VW Golf при одинаковом внешнем виде? Насколько свежим выглядел прозрачный безреберный пластик и изящные “кругляшки” внутри? Со временем фары удлинились, сплющились, сузились ради достижения эффекта хищного взгляда… А какие горизонты открывает “световой дизайн”, когда меняется сама форма светящихся элементов! Теперь в фаре просто нет места для лампы, чтобы воплотить в жизнь все желания эстетов. Поэтому курс задан на светодиоды, и не только у концерна Фольксваген.
Любопытно, что ксенон потихоньку умирает. Вместо классического 35-ваттного ксенона был изобретен новый стандарт ламп мощностью 25 Вт. Это позволяет нам вместить световой поток в нормативные 2000 люмен, для которых не требуются дорогостоящее самокорректирующееся устройство и омыватель. Увы, свет от таких фар порой вовсе не радует. Преимущество относительно хороших галогенных ламп заключается в том, что их холодный свет более приятен глазу. Ходят слухи, что путаница с 25-ваттным ксеноном — дело рук производителей ламп. Таким образом они решили загрузить простаивающие мощности.
Но инженеров также интересен глобальный переход на светодиодные технологии, потому что это снижает потребление энергии и увеличивает срок службы. Цена уже не смущает. Обычная фара с небольшим количеством диодов (как на топ-классе Polo) стоит лишь немногим больше среднестатистической галогенной. А вот 25-ваттная ксеноновая лампа без корректора стоит почти вдвое дороже. Пока что цены на матричные фары высоки: в них есть десятки диодов, которые позволяют гибко изменять распределение света чередованием соединений. К примеру, можно затенить встречный автомобиль, когда включен дальний свет. Но скоро и они упадут в цене.
Матричный модуль фары IQ.Light последней версии Touareg, размером с полблока сигарет, содержит плату, радиатор с вентилятором, 48 диодов ближнего и 27 дальнего света. Этот ансамбль круто работает вместе с дополнительными боковыми элементами, как бы протягивая щупальца света ко всем неосвещенным участкам дороги, оставляя встречные машины в тени. Режимы распределения света зависят от множества факторов: погоды, скорости, траектории… Дальность действия на 100 метров лучше, чем у 35-ваттного ксенона.
Такую же эффективность обеспечивает компактный микропиксельный светодиод размером 4х4 мм. Если подержать его в руках, можно оценить работу оснащенной им фары. Существенной разницы в интенсивности света не наблюдается. Точность управления лучом впечатляет: прогресс относительно фар Touareg такой же, как между ними и фарами Passat с механическим затвором, которые устарели всего за четыре года. И конструкторы, и инженеры довольны: имея в фаре три “пиксельных” диода, дающих 1024 отдельных мини-луча, можно использовать матрицу из 3072 ячеек вместо нынешних 75-80.
Возможно, развитие света пойдет по другому пути. Источники света не будут множиться, а распределение света будет обрабатываться промежуточными матричными фильтрами с разрешением до 30000 пикселей. Этого достаточно, чтобы не только умело менять направление луча, но и проецировать надписи, символы и подсказки на дорогу… Например, показать в повороте коридор, по которому будет ехать автомобиль при текущем повороте руля, или продублировать сигналы поворота на асфальте. Но бытует мнение, что это утопия. Дороги уже полны визуального мусора, провести такую идею через извилистые пути сертификации нереально, а немного грязи приведет к тому, что красивая “картинка” будет размыта.
Простые светодиоды также совершенствуются. В специальном черном ангаре, оборудованном для тестирования систем освещения, мы увидели прототип с мощными диодами, потребляющими 3-4 А против примерно 1 А у нынешних. На самом деле света больше, а это значит, что им можно управлять более гибко. Если сузить дальний луч таких фар, то он пронзит 550 метров темноты, что возможно только для лазерных фар, где свет “выбивается” из флуоресцентной люминофорной пластины лазерными лучами.
Этой технологии уже около пяти лет ― помимо BMW ею пользуются и коллеги Volkswagen по концерну Audi. Однако его появление на “народных машинах” маловероятно. Такие фары стоят весьма дорого из-за использования специфических материалов и технологий (в случае с седаном Audi A8 — на 215 тысяч рублей дороже и без того дорогих матричных). В перспективе их стоимость не изменится. Кроме того, лазерно-люминесцентный источник дает очень мощный, но узкий луч, применение которого ограничено дальним лучом.
Какой тип светового рисунка обычно предпочитает потребитель? Именно дальний свет обычно вызывает самые противоречивые оценки. В Скандинавии предпочитают дальний луч, а в остальной Европе — широкий, создающий иллюзию большой мощности. Volkswagen надеется, что в будущем сможет предложить клиенту на выбор различные пучки света. Ближний свет значительно регламентируется, хотя некоторые предпочитает четкую границу света и тени (характерную для проекционных фар), а другие — более плавную. Объективно они их эффективность идентична, и это чисто дело вкуса. Немцы стараются сделать переход “более плавным”, чтобы угодить всем.
Что касается отдельных противотуманных фар, то они поистине вымирающий вид. Догадайтесь кому они мешали в борьбе за чистоту линий кузова? Чтобы полностью компенсировать потерю противотуманных фар, необходимо использовать только дорогостоящий адаптивный свет основных фар, который может расширить луч в плохую погоду и при поворотах. В случае с бюджетными автомобилями мы просто лишены дополнительного источника света. При этом россиянам будет особенно обидно: в отличие от Европы, здесь разрешено использовать противотуманные фары в любое время суток, а дополнительный свет выручает на ухабистых дорогах.
В области очистки фар прогресса также не ожидается. Фольксваген доволен нынешними системами распыления, потому что они вписываются в сертификационные требования, согласно которым фара загрязняется из-за гудронированного состава. Очевидно, что омыватели неэффективны в химически грязном тумане российских реагентов, но специально для нас никто не будет разрабатывать новую технологию. Еще одним важным моментом является температура стекла фары. Светодиодные фары холодны и не растапливают снег столь эффективно, сколь ксеноновые, а в особенности — галогенные. Поэтому, если в автомобиле используются мощные светодиодные элементы, требующие вентилятора охлаждения, они стараются направить поток, идущий от него, вдоль стекла.
Другой подводный камень — надежность и долговечность светодиодов. Теоретически это их сильная сторона. Но все диодные фары и лампы “припаяны” и не предполагают замены светящихся элементов. Только недавно появились первые сообщения о том, что Тойота представила сменные светодиодные модули для фар новой Corolla. Расчетный срок службы диодов хоть и больше, чем у ламп, но не безлимитен. Фольксваген надеется на 8000 часов работы, что составит около 11 лет, если использовать фары по два часа в день. Или меньше года, если круглые сутки их не выключать, например, в такси. После этого угасание неизбежно.
И назад дороги нет. Через пять лет на автомобилях Фольксваген останутся только диоды. Дизайнеры в восторге, инженеры будут искать новые области применения технологий. Например, для поддержания связи с беспилотными автомобилями. Проекция активных парковочных линий на асфальт уже готова. Вскоре можно будет посылать соседям по потоку текстовые, визуальные сообщения на экранах или в светодиодном поле задних фонарей…
Главный вывод, который должен для себя сделать потребитель — не воспринимайте все как истину в последней инстанции. Ошибочно верить, что галогенные лампы по определению наихудшие из всех, а светодиоды лучше ксенона. В каждом сегменте есть свои “отличники” и “двоечники”. Базовые светодиодные модули могут светить хуже, чем самые первоклассные галогенные лампы. Помните, что если фара не имеет омывателя, то световой поток ближнего света гарантированно будет меньше 2000 люмен. Слова “светодиодные фары” могут означать как высокотехнологичный продукт, так и недорогую подделку. Одно можно сказать с уверенностью: внешний вид фар становится все более привлекательным.
Оригинальная статья на сайте ДРАЙВ: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Опубликовано Сентябрь 09, 2021 • 15м на чтение
