Фары автомобиля, какие они бывают и регулировка света.

Важнейший элемент безопасности любого транспортного средства — фары, о которых многие водители вспоминают только в дальней поездке ночью, безусловно требуют к себе большего внимания. Ведь от них зависит безопасность не только водителя автомобиля или мотоцикла, но и окружающих. В этой статье, мы рассмотрим какие бывают современные фары, и как их правильно настроить самостоятельно. 

Устройство современной фары с параболическим отражателем (рефлектором).
1 — крышка фары, 2 — пружинный фиксатор, 3 — лампа стояночного света, 4 — лампа головного света, 5 — рефлектор, 6 — рассеиватель.

Для начала рассмотрим из чего состоит фара. Основные её элементы — это лампа и отражатель (рефлектор), показаны на рисунке 1 слева. Спираль лампы изготовлена из вольфрама, температура плавления которого 3380 градусов. Вольфрамовая спираль в лампе, при её включении, нагревается более 2700 градусов.

В более старых лампах (которыми сейчас уже не пользуются, перейдя на галогенки) повышение температуры вольфрамовой спирали приводило к испарению вольфрама, и постепенному снижению прочности спирали. Позже колбы ламп (галогенок) начали наполнять галогеном, который ощутимо замедлял процесс испарения вольфрама, и естественно спираль в галогенных лампах служит дольше .

В современных ксеноновых лампах, вообще нет вольфрамовой спирали, но об этом мне нет смысла писать в этой статье, так как об этом я уже написал, и желающие могут почитать об ксеноновых и других лампах вот в этой статье).

А в этой статье мы рассмотрим регулировку света и устройство фар более старых автомобилей, которых ещё достаточно много на наших дорогах. К тому же в большинство таких фар, можно при желании установить ксеноновую лампу, ну и естественно подключить её к блоку розжига.

Основное назначение отражателя (рефлектора) фары, собрать часть светового потока от лампы (ту часть потока, которая направлена не на дорогу) и направить его на дорожное покрытие в нужном направлении. У существующих обычных типов рефлекторов (отражателей), называемых «эллипсоид» и «параболоид» имеется один недостаток — при их положенной установке (регулировке), то есть при наклоне оптической оси фары к дорожному покрытию, световые пятна на дороге получаются в виде узких вытянутых эллипсов. Эти эллипсы освещают лишь небольшую часть дорожного покрытия по ширине.

Поэтому пучок света необходимо расширить. Для этого существует третий важный элемент фары, называемый рассеиватель, изготовленный из стекла, на котором имеется специальный рифлёный рисунок (на самых современных фарах его нет). Этот рисунок как бы состоит из множества сфокусированных линз.

А в более современных фарах, имеющих более сложную форму (из-за дизайна машины) нужное распределение света получается из-за специальной деформации отражателя (рефлектора). Его как бы сжимают (сплющивают) в вертикальной плоскости, и получается как бы переход «параболоида» в «эллипсоид» (их сочетание).

Все знают, что любому транспортному средству нужен как ближний, так и дальний свет. И при встречном разъезде двух машин, естественно нужно перейти с дальнего на ближний свет, чтобы не ослепить встречного водителя. Сейчас это решается довольно просто, ведь в лампе имеются две спирали (дальнего и ближнего света), переключая которые, водитель переключается с дальнего на ближний. А на современных фарах имеются две отдельные лампы или отдельная группа светодиодов (отдельно для дальнего и ближнего света).

О современных светодиодных фарах, светодиоды которых светят не хуже ксеноновых ламп, советую почитать вот в этой небольшой статье. А есть фары в которых почти ничего нет, и источник света расположен вообще отдельно от фары (об этом подробнее читаем здесь). Ну и об умных фарах, имеющих электронный мозг, советую почитать вот тут.

Короче, развитие света для современных транспортных средств на месте не стоит, и каждый год инженеры придумывают что то новенькое и более эффективное. Но начиналось всё довольно забавно. В начале 20-го века, переключения дальнего света на ближний вообще не было. А чтобы не ослепить водителя встречного автомобиля, левая фара вообще выключалась, а свет правой фары, поворотом рефлектора уводился вправо и вниз.

В настоящее время применяются американская и европейская системы светораспределения.

Европейская система фар.

Светораспределение света разных стандартов.
Рис. 2 а — европейское светораспределение дальнего света: 1 — металлический экран, 2 — спираль ближнего света, 3 — спираль дальнего света в фокусе F, 4 — рефлектор.
Рис. 2 б — европейское светораспределение ближнего света.
Рис. 3 — американская система ближнего света в которой спираль смещена относительно фокуса вверх и влево: 1 — рефлектор, 2 — спираль дальнего света в фокусе F, 3 — спираль ближнего света, 4 — металлический экран.

При европейской системе, на большинстве автомобилей (кроме самых современных) в фаре используется лампа с двумя спиралями (дальнего и ближнего света). Под спиралью ближнего света имеется металлический экран, к тому же спираль ближнего света расположена на несколько мм спереди фокуса, и чуть выше оптической оси — это видно на рисунке 2 б. А спираль дальнего света расположена в фокусе параболоидного отражателя (рефлектора) — это показано на рисунке 2 а.

В итоге получается, что дальний свет фары — это пучок отражённых от отражателя параллельных лучей света, а ближний свет фары — это пучок сходящихся лучей.

Как отмечено выше, под спиралью ближнего света имеется металлический экран, назначение которого исключить попадание лучей на нижнюю часть отражателя (рефлектора), а от неё попадания лучей в глаза водителя встречной машины. К тому же, спереди металлический экран немного отогнут вверх, чтобы и прямые лучи, исходящие от спирали ближнего света, тоже не слепили встречных водителей.

Значит в европейской системе, ближний свет, а точнее его световой пучок, отражается (выходит) только из верхней половинки отражателя (рефлектора), и такая фара, при её правильном угле наклона к поверхности дороги, не будет ослеплять водителей встречных машин и мотоциклов.

Кстати, как было написано выше, стеклянный рассеиватель фары не так уж прост по своей конструкции, и именно поэтому в дождливую погоду обязательно следует пользоваться таким полезным устройством, как очиститель фары. Потому что забрызганная водой фара (а капельки воды как линзы), усиливает своё слепящее действие (часть светового пучка начинает отклоняться не туда куда нужно, то есть в глаза водителей встречных машин).

Многие водители не придают особого значения очистителю фары, а зря. Ведь большинство аварий происходит именно ночью в дождливую погоду, и это происходит в большинстве случаев не от того, что дорога более скользкая, чем в сухую погоду.

Американская система фар.

Спираль дальнего света в американской системе, тоже находится в фокусе параболического отражателя (рефлектора). Ну а спираль ближнего света находится сверху над спиралью дальнего, и повыше оптической оси отражателя (рефлектора), как показано на рисунке 3 выше. Следует учесть, что лучи света, которые попадают на внутреннюю сторону отражателя, отражаются от неё к поверхности дороги. А лучи света, которые попадают на внешнюю часть, отражаются вверх. Ну и некоторая часть световых лучей, отражается параллельным пучком света вперёд.

Для того, что бы сократить часть светового потока, которая отражается вверх, применяется отражатель (рефлектор) имеющий меньшую глубину. Но от этого уменьшается световая отдача. Чтобы компенсировать потерю световой отдачи, в лампе используется спираль дальнего света немного большей мощности. К тому же, под спиралью ближнего света в американской лампе, нет металлического экрана, и от этого ощутимо уменьшаются потери потока света.

Так же следует учесть, что в американской лампе спираль ближнего света чуть смещена влево от оси фары, и от этого пятно света на поверхности дороги смещено к правой обочине, что предотвращает риск ослепления встречного водителя (а так же уменьшает риск наезда на что нибудь, валяющееся у обочины дороги).

В некоторых фарах, чтобы умееньшить слепящее действие (как американской, так и европейской системы) устанавливается дополнительный металлический экран, который расположен перед лампой. Или просто передняя часть стеклянной колбы лампы, окрашивается непрозрачной термостойкой краской (таких ламп как мы знаем большинство).

Очень важно, чтобы световой пучок бул правильно направлен относительно поверхности дороги, и причём в независимости от загрузки машины. Для этого служат специальные корректоры фар, самые простейшие из которых резьбовые, в виде винтов, расположенных на самой фаре. Что бы откорректировать фары, приходится открывать капот и крутить эти винты, но вряд ли кто из водителей это делает. Естественно более удобны гидрокорректоры, которые позволяют регулировать наклон светового луча фары, прямо с водительского места.

Регулировка света фар.

Прежде чем начинать регулировку, следует знать, что направление света фар вашей машины, напрямую зависит от нескольких факторов, таких как: давления воздуха в колёсах, размера шин (низкопрофильные или высокопрофильные шины), распределения груза по осям машины, а так же от состояния пружин подвески автомобиля.

Поэтому в любом мануале автомобиля, оговариваются ряд условий, при которых производится регулировка света фар. К примеру — машина должна быть заправлена под завязку, снаряжена штатным инструментом и запаской, ну и загружена пассажирами. Однако следует учесть, что если вы ездите в большинстве случаев без пассажиров (и с полупустым баком) и на вашей машине нет гидрокорректора, то тогда следует производить регулировку фар, усадив на водительское место только человека, примерно вашего веса (а бак для топлива не наполнять полным).

Если не учесть вышеописанных факторов при регулировке, которые многие считают мелочью, тогда будьте готовы к тому, что встречные водители постоянно будут моргать вам (так как будут ослеплены). И если в освещённом городе это не так опасно, то на тёмной загородной трасе, на высоких скоростях может привести к трагедии. Хотя большинство современных автомобилей оснащены корректорами фар, управляемыми из салона (а на более свежих машинах есть даже корректоры, работающие в автоматическом режиме), но всё же ещё много на наших дорогах более старых машин.

Однако не стоит наоборот (боясь кого то ослепить) направлять световой пучок так, чтобы он освещал лишь небольшой участок перед машиной. Это тоже опасно, особенно при поездках на больших скоростях. Из всего вышесказанного, можно сделать вывод, что всё таки правильная регулировка фар, так же важна как и регулировка других систем автомобиля, тем более, что при неправильной регулировке фар, пройти техосмотр будет проблематично.

Вообще в фарах по европейской системе, оговаривается всего лишь регулировка ближнего света. А направление луча дальнего света, задаётся ещё на заводе геометрией всех элементов фары (и лампы тоже), то есть направление луча дальнего света никак не регламентируется. И бывает, что достичь нормальной регулировки света фар никак не получается, из-за неисправности самой лампы (из-за подделки ламп, или просто от смещения её спиралей), или фары.

Фара тоже может быть неисправна и добиться правильной регулировки будет невозможно. Например отклонение правильной оси установки лампы в фару, расшатался и болтается отражатель, болтается патрон лампы и т.п. В таком случае следует или устранить неисправности или заменить фару новой. И только после этого станет возможной правильная регулировка.

Большинство малообеспеченных водителей регулируют фары в гаражных кооперативах, направив луч на какую нибудь светлую стену. Или используют для этого какой нибудь фанерный щит (в качестве экрана). Но есть некоторые, которые вообще никак не регулируют фары, или регулируют их на глаз, что в принципе одно и тоже. К сожалению многие не догадываются, что могут пострадать не они, а другие участники движения.

При регулировке европейских фар, поможет таблица 1 слева и рисунок 4 (несмотря на то, что в ней указаны отечественные машины, можно отрегулировать по ней и фары иномарок, схожих по габаритам и конструкции фар, а для более свежих иномарок, следует поискать заводские данные для конкретной модели).

Правую и левую фары регулируют отдельно, снимая клеммную колодку с соседней фары (отключая её), или просто закрывая её каким нибудь непрозрачным щитком.

Сведения (нормативы) указанные в таблице, обеспечиваются при нагрузке заднего сиденья машины человеком или грузом массой 70 — 90 кг. И действующий стандарт нормирует только положение левой части границы ΙΙ света и тени — относительно оси отсчёта Ι на рисунке 4, то есть именно величину Б.

А правая часть светотеневой границы, как правило поднимается вверх под углом 15 градусов, и это способствует хорошему освещению обочины, справа от автомобиля. А как правильно разместить экран для регулировки фар европейского стандарта, показано на рисунке 5.

На некоторых автомобилях фары дальнего и ближнего света раздельные (к примеру как на Жигулях «шестёрках», или БМВ), в таком случае размещать экран нужно как показано на рисунке 6. Причём в этом случае следует отрегулировать и фары дальнего света. И для фар дальнего света, угол наклона самой яркой центральной части пучка света, определяется на экране величиной Г. К примеру на расстоянии пять метров от экрана до фар автомобиля ВАЗ 2106, величина Г будет составлять 50 мм (см. таблицу 1).

Если же на вашем автомобиле установлены ещё и противотуманные фары, то для их регулировки экран нужно разметить как на рисунке 7, а данные находим в таблице 3 ниже.

Если нужно отрегулировать американские фары, то они регулируются по дальнему свету, используя таблицу 2 слева (несмотря на то, что она рассчитана на наши старые автомобили) и рисунок 6 выше. То есть так же как и раздельные фары дальнего света автомобилей БМВ, ВАЗ 2103, ВАЗ 2103.

В оснащённых сервисах фары регулируют с помощью специальных приборов, причём стандарт регламентирует измерение силы света в отдельных зонах на экране. При самостоятельной регулировке, не имея специального прибора, измерить силу света в положенных зонах экрана не получится, да этого никто и не делает. В итоге, фара даже правильно отрегулированная по осям, если имеет какие то дефекты отражателя, лампы или рассеивателя, может всё таки оказаться непригодной для использования.

Поэтому всё же прежде чем начинать регулировку с помощью экрана (не имея специального прибора), следует убедиться сначала в исправности фар, и ламп тоже (а лучше лампы заменить новыми, почему? — об этом ниже), а так же проверить величину напряжения, приходящего к фарам (при работе двигателя). Ведь срок службы ламп для фар, напрямую зависит от бортового напряжения автомобиля. И если при эксплуатации машины, напряжение к примеру не 12,5 вольт, а немного больше — 13,2 вольта, то срок службы ламп сокращается в три раза. Если же бортовое напряжение на вашей машине ещё более завышено до 14,4 вольта, то срок службы ламп в фарах, снизится аж в 15 — 17 раз !

Так же следует учесть и то, что даже если бортовое напряжение автомобиля соответствует норме, то всё же с течением времени, лампы фар ощутимо теряют свои характеристики (именно поэтому начали переходить на светодиоды). И после определённого времени, лампы следует заменять новыми, но к сожалению никто это не делает, пока они не сгорят.

Многие водители, заметив, что фары стали светить хуже, винят в этом помутнение стекла, порчу отражателя и т.д., но на самом деле, в большинстве случаев, нужно просто заменить старые лампы новыми. Ну а если ещё после этого и отполировать стёкла ваших фар, вернув им былую прозрачность, то сила света будет как у новой машины. Как правильно отполировать фары автомобиля и с помощью чего, советую почитать вот в этой статье.

На более старых машинах, регулировка направления луча света, регулируется всего двумя винтами. Но на большинстве машин, эти винты всегда ржавые, и со временем их невозможно прокрутить. О какой регулировке здесь можно говорить? А ведь всего лишь нужно периодически смазывать их, или просто покрыть Мовилем резьбу.

Часто бывает, что и отражатель (рефлектор) страдает от коррозии, а на многих отечественных машинах он может поржаветь после первой зимы. Многие водители, пытаясь предотвратить это, залепляют замазкой все щели и отверстия для вентиляции. Но ведь оптический элемент сильно нагревается, и если нет вентиляционных отверстий, то внутри появляется конденсат, от которого рефлектор ржавеет ещё быстрее.

Залеплять все щели и отверстия бессмысленно. Тут просто всё дело в некачественном покрытии отечественного отражателя (ведь импортные рефлекторы почти не ржавеют).

А вообще на современных автомобилях, да и мотоциклах тоже, многие детали, в том числе и элементы фар, начали изготавливать не из металла, а из термостойкого пластика и они естественно не ржавеют и не требуют ухода. А детали современных светодиодных фар даже не требуют термостойкого пластика, так как температура в них небольшая. Да и светодиоды практически вечны, а значит фару можно изготовить вообще неразборную и герметичную.

Но это тема отдельных статей, и некоторые из них, про современные фары, можно почитать по ссылкам выше, а эта статья надеюсь, поможет отрегулировать фары более старых автомобилей, которых на наших дорогах ещё достаточно много, успехов всем.