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大眾汽車的飛行員頭燈:通往未來的光明之路

大眾汽車的飛行員頭燈:通往未來的光明之路

大众汽车沃尔夫斯堡研发中心弥漫着保密气氛:手机和笔记本电脑上的摄像头都被胶带封住了,即使是最轻微的偏离指定路线的行为也是不受欢迎的。我们即将看到照明领域的最新发展成果——前景光明的前照灯、灯具等等。第一个发言的是首席设计师之一。第二个发言的也是设计师,但级别较低。他们说,玩转照明设备的塑料、填充物、获得形式自由对他们来说非常重要。仅这一问题就有多达 15 名公司的艺术家参与其中。但工程师是第三方吗?

从历史上看,似乎不是。总的来说,前照灯领域的一个突破是 1971 年推出的 H4 卤素双丝灯。它的额定近光为 1,000 流明,这是无法实现的,直到今天,H4 仍用于许多低成本汽车,包括大众 Polo 轿车的初始版本。光源发出的光量主要决定了前照灯照亮道路的效果。反射器的面积、形状和表面质量以及扩散器的光学特性都是细微差别。

直到 90 年代初,世界各国(美国除外,美国有自己的标准)都对 H4 灯和其他一些卤素灯感到满意。到那时,设计师已经学会了通过反射器的形状或安装投影仪模块来更好地利用光输出。然后,出现了新的灯泡,包括最受欢迎的单灯丝 H7(1,500 流明)——这种灯泡安装在卡卢加生产的标准 Polos 的近光和远光前照灯中。然而,起亚 Rio/现代 Solaris 使用 HB3 灯泡(高达 1,860 流明),而卤素灯中的性能记录由产生 2,100 流明的远光 H9 保持。

1991 年,同样是工程师们的努力,氙气灯的革命性技术问世,其标称值为 3,200 流明,是 H4 的三倍多。光源是电弧,而不是加热灯丝。氙气大灯在外观上没有任何不同,但它带来了许多技术挑战:对光学精度的要求提高了,点火装置的存在使组件的布局变得复杂。不久之后,自动校正器和大灯清洁系统成为氙气灯的强制性要求。所有这些都非常昂贵,但非常有效,尤其是与光束转向系统结合使用时(自 2000 年代以来)。

大约 15-20 年前,设计师们走出了阴影。起初,他们尝试了前照灯的“填充”。您还记得第三代和第四代高尔夫汽车的前照灯形状相似但又有所不同吗?透明无鳍塑料和优雅的“圆形”内部看起来有多新颖?然后,为了掠食者的目光,前照灯被拉长、扁平、变窄……当发光元件的实际形状发生变化时,“灯光设计”开辟了什么样的视野!现在,前照灯中根本没有灯泡的空间来满足美学家的所有愿望。因此,LED 的发展方向已确定,而且不仅限于大众汽车。

奇怪的是,氙气技术正在消亡,但尚未消亡。发明了一种功率为 25 W 的新标准灯泡,以取代经典的 35 瓦氙气灯。这样我们就能将光通量调整到规定的 2,000 流明,而不需要昂贵的自校正装置和清洗器。可惜的是,这种大灯的光线有时相当令人失望。相对较好的卤素灯的优点是它的冷光更令人赏心悦目。有传言称,25 瓦氙气灯的混乱是灯制造商为了充分利用闲置容量而制造的。

但工程师们也喜欢全球向 LED 技术的过渡,因为它可以降低能耗并延长使用寿命。价格也不再吓人。带有少量二极管的普通大灯(如顶级 Polo)的价格仅比普通卤素灯贵一点。但没有校正器的 25 瓦氙气灯几乎是它的两倍。到目前为止,矩阵大灯的价格很高:它们有几十个二极管,允许您通过交替连接灵活地改变光线分布。例如,当打开远光灯时,您可以遮挡迎面而来的汽车。但它们的价格也即将下降。

最新途锐的 IQ.Light 大灯矩阵模块大小相当于半块香烟,包含一个电路板、一个带风扇的散热器、48 个近光二极管和 27 个远光二极管。这套装置与侧面的附加元件配合使用效果酷炫,仿佛将光的触角延伸到道路上所有未照亮的区域,让迎面而来的汽车留在阴影中。光线分布模式取决于很多因素:天气、速度、轨迹……范围比 35 瓦氙气大 100 米。

尺寸为 4×4 毫米的紧凑型微像素 LED 已经提供了同样的效率。将它握在手中,您可以欣赏配备它的大灯的工作,而不会注意到光强度的明显差异。光束控制的精确度令人印象深刻:相对于途锐大灯的改进与它们与配备机械快门的帕萨特大灯的改进相同,后者在短短四年内就已过时。设计师和工程师都感到满意:大灯中有三个“像素”二极管,提供 1,024 个单独的微型光束,您可以使用 3,072 个单元的矩阵,而不是当前的 75-80 个。

也许灯光的发展会朝着不同的方向发展。光源不会倍增,而光线分布将由分辨率高达 30,000 像素的中间矩阵滤镜处理。这不仅足以巧妙地改变光束,还可以在道路上投射铭文、符号和提示……例如,在转弯时显示汽车在当前方向盘转弯时将行驶的走廊,或在沥青上复制转向信号。但有一种观点认为这是一个乌托邦。道路上已经充满了视觉垃圾,通过认证迷宫来实现这样的想法是不现实的,一点污垢就会导致整个美丽的“画面”变得模糊。

简单的 LED 也在改进。在一个专门用于测试照明系统的黑色机库中,我们看到了一个带有高功率二极管的原型,它消耗 3-4 A,而目前的二极管消耗约 1 A。实际上有更多的光,这意味着它也可以更灵活地控制。如果我们将这种大灯的远光灯缩小,它可以穿透550米的黑暗,这只有激光大灯才能实现,激光大灯的光线是被激光束从荧光粉板上“打出来”的。

这项技术已经上市大约五年了——除了宝马,大众旗下的奥迪集团也在使用它。然而,它不太可能出现在“大众汽车”上。由于特殊的材料和技术,这种前照灯价格高得离谱(奥迪 A8 轿车的这种前照灯比已经很贵的矩阵前照灯贵 21.5 万卢布),而且没有降低成本的前景。此外,激光光源发出的光束非常强大,但光束很窄,仅限于远光灯使用。

消费者通常喜欢哪种灯光模式?通常最能引起矛盾评价的是远光灯。在斯堪的纳维亚半岛,他们更喜欢远距离光束,而在欧洲其他地区,他们更喜欢宽光束,营造出高功率的错觉。大众希望最终为驾驶员提供不同光束的选择。近光灯受到明显调节,尽管有人喜欢清晰的光影边界(投影仪大灯的典型特征),有人喜欢平滑的边界。客观地说,它们同样有效,这纯粹是品味问题。德国人试图让过渡“略微平滑”,以取悦所有人。

至于单独的雾灯,它们是一种濒临灭绝的物种。你能猜出它们在争夺车身线条的纯粹性时干扰了谁吗?为了完全弥补雾灯的损失,只能使用昂贵的主大灯自适应灯,它可以在恶劣天气和转弯时扩大光束。对于廉价汽车来说,我们只是被剥夺了额外的光源。而俄罗斯人应该特别生气:与欧洲不同,在这个国家,雾灯的使用在一天中的任何时间都是合法的,而且在颠簸的道路上,额外的灯光非常有用。

在大灯清洗领域,预计不会有任何进展。大众对目前的喷淋系统感到满意,因为它们符合认证要求,根据该要求,大灯会因焦油成分而变脏。每个人都清楚,清洗器在俄罗斯试剂的化学脏雾中是无效的,但没有人会专门为我们开发新技术。另一个重要的问题是大灯玻璃的温度。LED 很冷,不会像氙气灯和卤素灯那样融化雪。因此,如果汽车使用需要冷却风扇的强大 LED 元件,他们会尝试将来自它的气流引导到玻璃上。

另一个陷阱是 LED 的可靠性和耐用性。从理论上讲,这是它们的强项。但所有二极管大灯和灯泡都是“焊接”的,并不意味着更换发光元件。直到最近,才有报道称丰田在新款卡罗拉的车灯中引入了可更换的 LED 模块。二极管的预计使用寿命虽然比灯泡长,但也是有限的。大众汽车预计前大灯的使用寿命为 8,000 小时,如果每天使用前大灯两小时,则大约为 11 年。如果全天候开着前大灯,例如在出租车上,则不到一年。然后,衰减是不可避免的。

而且仍然没有回头路。五年后,大众汽车上将只剩下二极管。设计师欣喜若狂,工程师将寻找技术的新应用领域。例如,无人驾驶汽车之间的通信。现在,我们想知道其他司机在想什么,灯光可能会有所帮助。在沥青上投影主动停车线已经准备就绪。很快,就可以在屏幕或尾灯 LED 区域向沿河的邻居发送文本、视觉信息……

从以上所有方面得出的主要消费者结论是 – 不要相信教条。认为卤素灯从定义上来说就是最有缺陷的车头灯,而 LED 比氙气灯更好,这是错误的。每种类型都有领导者和局外人。基本的 LED 模块很容易比顶级卤素灯更亮。请记住,如果车头灯没有清洗器,近光光通量肯定会低于 2,000 流明。“LED 车头灯”一词既可以表示高科技产品,也可以表示廉价的假货。有一件事是肯定的:车头灯越来越漂亮了。

這是翻譯。您可以在這裡閱讀原文: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html

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