Лекция: Системы освещения и световой сигнализации

ЛЕКЦИЯ. Системы освещения и световой сигнализации

Требования к автомобильным системам освещения и световой сигнализации

Назначение световых приборов

Безопасность движения автомобилей, особенно в темное время су­ток, во многом зависит от состояния и характеристик приборов систе­мы освещения и световой сигнализации. Поэтому требования к автомо­бильным световым приборам и нормы на их светотехнические характе­ристики определяются требованиями безопасности и существующими условиями дорожного движения.

Световые приборы предназначены для освещения дороги, передачи информации о габаритных размерах автомобиля, предполагаемом или совершаемом маневре, для освещения номерного знака, кабины, сало­на, контрольно-измерительных приборов, багажника, подкапотного пространства и т.д.

Автомобильные световые приборы должны обеспечивать хорошую видимость и необходимую информативность в широком диа­пазоне расстояний при различных погодных условиях, не вызывая ос­лепления водителей в темное время суток.

Работа системы освещения основана на принципах генерирования, распределения и перераспределения в пространстве электромагнитно­го излучения оптической области спектра. Органами зрения восприни­маются видимые излучения с длиной волны  в диапазоне 380—760 нм. При совокупном воздействии цветовых спектров излучения данного диапазона воспринимаются органом зрения как белый свет, который, в свою очередь, состоит из однородных излучений.

Органы зрения обладают избирательной способностью к отдельным диапазонам видимого спектра. Наибольшую спектральную чувстви­тельность глаз человек проявляет к излучению с длиной волны 555 нм (желто-зеленый цвет).

Классификация световых приборов

На автомобилях устанавливают различные по назначению, конст­рукции световые приборы с разными электрическими и световыми характеристиками. В обязательный комплект световых приборов для всех автомобилей входят не менее двух фар дальнего и ближнего света, по два габаритных огня и по два указателя поворота спереди и сзади, два световозвращателя, сигналы торможения, фонари заднего хода и один фонарь освещения номерного знака. В качестве дополнительных свето­сигнальных приборов устанавливают контурные огни, боковые повто­рители указателей поворота, опознавательные знаки автопоезда и при­цепов, боковые световозвращатели, огни преимущественного проезда. К необязательным световым приборам относят противотуманные фары и фонари, фонарь увеличения габарита автомобиля, боковые габарит­ные, стояночные огни, фары-прожекторы, прожекторы-искатели.

Большое число световых приборов на автомобиле не должно вызы­вать трудности при их различении участниками дорожного движения. Для этого используется система кодирования информации, поступаю­щей от световых приборов. К кодирующим элементам относят число одновременно работающих световых приборов, их расположение на автотранспортном средстве, режимы работы, расстояние между одно­временно работающими световыми приборами, форма светоизлучающей поверхности, цвет излучаемого света и интенсивность излучения в пределах одного цветового спектра.

Автомобильные световые приборы делят на осветительные и светосигнальные. Световой пучок осветительного прибора воспринимается после отражения от дороги или от объекта на дороге, а световой поток светосигнального прибора наблюдатель воспринимает непосредствен­но. Фары и фонари заднего хода можно считать и осветительными и светосигнальными приборами. Водитель автомобиля, на котором они установлены, воспринимает их световой поток после отражения от до­роги и наблюдаемых объектов, а другие участники дорожной обстанов­ки непосредственно.

Светотехнические параметры световых приборов

Световые приборы преобразуют электрическую энергию в световой пучок определенной структуры — соответствующим образом органи­зованную совокупность направлений излучения света и цвета (спектра излучения). Оптическая система светового прибора, обеспечивающая необходимую структуру и спектр светового пучка, включает лампу, от­ражатель и рассеиватель. Лампа является источником света. Отража­тель обычно в виде параболоида вращения, концентрирует световой поток, испускаемый лампой, в требуемом телесном угле. Рассеиватель из прозрачного материала перераспределяет световой поток в верти­кальной и горизонтальной плоскостях с помощью линз и призм на его внутренней поверхности и, при необходимости, меняет цвет излучае­мого света.

Основными светотехническими параметрами световых приборов являются активная поверхность оптической системы, световое отвер­стие, телесный и плоский углы охвата, углы излучения и рассеивания, фокус и фокусное расстояние оптической системы, коэффициент отра­жения для отражателей и коэффициент пропускания и поглощения для рассеивателей.

Активной поверхностью оптической системы является зеркальная поверхность отражателя. Ее проекция на плоскость, перпендикуляр­ную оптической оси, называется световым отверстием. Оптическая ось светового прибора — это ось его симметрии. Лучи, падающие на ак­тивную поверхность отражателя параллельно оптической оси, собира­ются в фокусе. В реальных оптических системах с фокусом совмещают центр тела накала источника света. Отрезок оптической оси от фокуса до вершины отражателя называется фокусным расстоянием.

Телесным углом охвата активной поверхности является угол, в пре­делах которого поверхность оптической системы видна из фокуса. Се­чение телесного угла охвата меридиональной плоскостью, проходя­щей через ось вращения параболоида, образует плоский угол охвата. Телесный угол, в котором сконцентрирован отраженный активной по­верхностью и вышедший из системы световой поток, называют углом излучения оптической системы.

Коэффициент отражения оптической системы — это отношение отраженного светового потока, к световому потоку, падающему на отражающую поверхность. Коэффициент пропускания — отношение светового потока, прошедшего через поверхность, к световому потоку, падающему на нее. Под коэффициентом поглощения понимается отно­шение светового потока, поглощаемого световой системой, к светово­му потоку, ею создаваемому.

Действие оптической системы осветительных и светосигнальных приборов заключается в том, что большая часть светового потока, па­дающего на отражающую поверхность в пределах телесного угла охва­та, после отражения проходит в пределах сравнительно малого телес­ного угла излучения. Поэтому концентрация светового потока внутри угла излучения существенно возрастает.

Часть светового потока, исходящая непосредственно от источника света и излучаемая вне угла охвата оптической системы, в осветитель­ных приборах, как правило, экранируется, чтобы непреобразованный свет не создавал дополнительных помех водителю.

Характеристики световых приборов в значительной мере зависят от свойств материалов, из которых изготовляют отдельные элементы оптической системы.

На некоторых автомобилях обеспечивается автоматическая регули­ровка светораспределения фар в зависимости от нагрузки. Устанавли­ваются устройства, автоматически ослабляющие слепящее действие фар при встречном разъезде автомобилей. Для управления осветитель­ными и светосигнальными приборами широко применяется электро­ника.

Международная система обозначений световых приборов

Большое внимание уделяется нормированию характеристик авто­мобильных приборов освещения и световой сигнализации. В 1958 г. в рамках Комитета по внутреннему транспорту Европейской экономиче­ской комиссии при ООН (ЕЭК ООН) было подписано «Соглашение о принятии единообразных условий официального утверждения обору­дования и частей механических транспортных средств». В развитие этого Соглашения разрабатываются прилагаемые к нему Правила. Оте­чественные стандарты на автомобильные световые приборы разраба­тываются с учетом требований Правил ЕЭК ООН. Разработке единых технических требований, предъявляемых к структурному составу осве­тительных и светосигнальных приборов, к их светотехническим харак­теристикам, способствовало развитие международных автомобильных перевозок.

На соответствие Правилам ЕЭК ООН световые приборы проверяют­ся в специальных светотехнических лабораториях. Автомобильные световые приборы, которые успешно прошли проверку на соответствие Правилам ЕЭК ООН, получают знак международного утверждения. Знак международного утверждения наносится на рассеиватель или основной корпус светового прибора и представляет собой окружность, в которой проставлена буква Е и отличительный номер страны, выдававшей официальное утверждение. Порядковые номера странам присвоены в хронологическом порядке ратификации ими Соглашения (например, 2 — Франция; 4 — Нидерланды; 7 — Венгрия). Под окружностью или справа от нее указывают номер официального утверждения.

Под окружностью над порядковым номером официального утвер­ждения может стоять горизонтальная стрелка. Направленная вправо стрелка на фаре головного освещения указывает на то, что фара сконструирована для эксплуатации в странах с левосторонним движением. Двухстороннюю стрелку имеют фары, которые вследствие перемещения лампы или оптического элемента могут быть использованы как при правостороннем, так и при левостороннем движении. На фарах, ис­пользуемых на дорогах с правосторонним движением, стрелка не ста­вится.

Стрелка на рассеивателях сигнальных фонарей указывает направле­ние, в котором обеспечивается геометрический угол видимости в гори­зонтальной плоскости. При установке передних и задних указателей поворота острие стрелки должно быть направлено к ближайшей боко­вой части автомобиля, а при установке боковых указателей поворота— к передней части.

Над окружностью знака официального утверждения фар головного освещения наносят квадрат, в который вписывают буквы С, R, S, Н. Единичные буквы С и R обозначают, что фара удовлетворяет междуна­родным нормам в отношении ближнего и дальнего света. Наличие в квадрате двух букв CR свидетельствует о том, что оптическая система фары рассчитана на работу как ближнего, так и дальнего света. Для обозначения цельностеклянного оптического элемента (лампы — фа­ры) в квадрат вписывают букву S. Отсутствие буквы S означает, что ис­пользован металлостеклянный элемент. Фары с дополнительной бук­вой Н в квадрате рассчитаны на применение только галогенных ламп.

Для противотуманных фар и фонарей над окружностью проставля­ют букву В. На рассеивателях задних габаритных огней в квадрате над окружностью стоит буква R. Передние габаритные огни обозначают бу­квой А. На фонарях заднего хода проставляют символ. Для фонарей освещения номерного знака дополнительные надписи над окружно­стью не предусмотрены.

Знак официального утверждения указателей поворота отличается тем, что над окружностью дано обозначение категории светового при­бора. К категории 1 относят передние указатели поворота, к категории 2а и 2б соответственно одно- и двухрежимные задние указатели пово­рота. Различные типы боковых указателей поворота разделены на кате­гории 3,4 и 5. К категории 3 относятся передние боковые указатели по­ворота, предназначенные для использования на автотранспортных средствах, не имеющих других указателей поворота. Передние боко­вые указатели поворота категории 4 устанавливаются в том случае, ес­ли на автотранспортном средстве уже установлены указатели поворота категории 2а и 2б. На автотранспортных средствах, где есть указатели поворота категории 1 и 2 (2а и 2б), могут устанавливаться дополнитель­ные боковые указатели поворота категории 5.

Одно- и двухрежимную работу сигналов торможения кодируют в квадрате над окружностью знаками S1 или S2. На световых прибо­рах, имеющих одновременно задний габаритный огонь и сигнал тор­можения, над окружностью проставляют прямоугольник, в который вписывают буквы R и знаки S1 или S2, отделенные горизонтальной чертой.

Римские цифры I, II или III, указывающие категорию и номер официального утверждения световозвращателя, должны находиться на противоположных концах диаметра ок­ружности, в которой вписана буква Е, и в любом положении по отношению к ней. Световозвращатели категории I предназначены для автотранспортных средств шириной 1,6 м и более, категории II — для автотранспортных средств шириной менее 1,6 м. Световозвраща­тели категории III устанавливаются на прицепы и полуприцепы. Знак офици­ального утверждения проставляют на освещаемой поверхности или на одной из освещаемых поверхностей световоз­вращателя. Если сигнальные огни используют­ся как одиночные или в сочетании двух огней, справа от окружности ставят букву D.

Источники света автомобильных световых приборов

Автомобильные лампы накаливания

В качестве источника света в традиционных автомобильных свето­вых приборах используют электрические лампы накаливания. Требования к их параметрам и применяемости нормируются Правилом № 37 ЕЭК ООН.

Конструкцию, применяемость и способы контроля лампы оценива­ют по следующим характеристикам: категория, тип лампы, номиналь­ное и расчетное напряжения, номинальное и предельное значения мощ­ности и светового потока, средняя продолжительность горения, свето­вая отдача, тип цоколя, масса, геометрические координаты положения нитевой системы относительно базовой (установочной) плоскости.

Контрольный световой поток — номинальный световой поток эта­лонной лампы, при котором измеряются оптические характеристики осветительного прибора.

Базовая плоскость — плоскость, по отношению к которой опреде­ляются основные размеры лампы.

Световая отдача — отношение излучаемого источником света светового потока к потребляемой мощности.

К основным световым параметрам источников света относятся: номинальный световой поток лампы, измеряемый в люменах, максималь­ная сила света, измеряемая в канделах; яркость тела накала, измеряемая в канделах на квадратный метр.

Устройство ламп накаливания

з)

ж)

Автомобильная лампа накаливания состоит из колбы 1 (рис. 1), од­ной или двух нитей накала 2 и 3, цоколя 7 с фокусирующим фланцем 5 или без него и выводов 6. Стеклянная колба лампы может быть шаровидной, каплевидной, грушевидной

Рис. 1. Автомобильные лампы накаливания:

а — фар головного освещения с европейской асимметрической системой светораспре-деления;б—галогенная категория Н1; в—галогенная категория НЗ; г—галогенная ка­тегория Н4; д — двухнитевая штифтовая; е — однонитевая штифтовая; ж — пальчико­вая; з — софитная; 1 — колба; 2 — нить дальнего света; 3 — нить ближнего света; 4 — экран; 5 — фокусирующий фланец; 6 — выводы; 7 — цоколь

или цилиндрической формы. Нити накала в двухнитевых лампах имеют различное функциональное назна­чение.

Цоколь лампы служит для крепления лампы в патроне светового прибора и подведения тока от источника электроснабжения к электро­дам, соединяющим контакты цоколя с нитями накала. Автомобильные лампы имеют штифтовые и фланцевые цоколи различной конструкции. В лампе со штифтовым цоколем трудно обеспечить точное расположе­ние нити накала относительно штифтов. Поэтому лампы со штифтовы­ми цоколями применяются в основном в световых приборах, к которым не предъявляются жесткие требования в отношении светотехнических характеристик.

Для точной фиксации нитей накала относительно фокуса параболоидного отражателя лампы автомобильных фар головного освещения снабжают фокусирующим фланцевым цоколем. Конструкция фланца позволяет устанавливать лампу в оптический элемент лишь в одном оп­ределенном положении.

Размеры и расположение нити накала в лампе нормируются отечественными и международными стандартами для того, чтобы при заме­не лампы характеристики светового прибора существенно не измени­лись.

При прохождении электрического тока нить накала лампы нагрева­ется и при определенной температуре начинает излучать свет. Энергия светового излучения, воспринимаемого человеческим глазом, состав­ляет только небольшую часть потребляемой лампой электрической энергии. Большая часть электрической энергии выделяется в виде теп­лового излучения.

Нить накала должна выдерживать высокие температуры, иметь ма­лые размеры. Ее изготовляют из тонкой вольфрамовой проволоки, сви­той в цилиндрическую спираль. Спираль крепится к электродам и обегано имеет форму прямой линии или дуги окружности.

Галогенные лампы

Повышение температуры нити накала до 2700—2900 °С достигает­ся в лампах с галогенным циклом. Это обеспечивает на 50—60 % боль­шую световую отдачу лампы. Колба галогенной лампы также заполня­ется инертным газом (аргон, ксенон, криптон и другие) и, дополнитель­но, небольшим количеством паров йода или брома. В лампах с йодным циклом частицы вольфрама, осевшие на стенках колбы после испаре­ния нити накала, соединяются с парами йода и образуют йодистый вольфрам. При температуре колбы из жаростойкого кварцевого стекла 600—700 °С йодистый вольфрам испаряется, диффундирует в зону высокой температуры вокруг нити накала и распадается на вольфрам и йод. Вольфрам оседает на нити накала, а пары йода остаются в газо­вом пространстве колбы, участвуя в дальнейшей реализации йодного цикла.

Вольфрам испаряется быстрее с более нагретых участков нити нака­ла. Так как температура выше у дефектных участков, испарение вольф­рама с таких участков происходит интенсивнее. С другой стороны, воз­вращаясь к телу накала, вольфрам оседает на более холодных его участ­ках, поэтому йодно-вольфрамовый цикл не компенсирует усиленное испарение вольфрама с дефектных участков и не способствует сущест­венному увеличению срока службы лампы.

Световая отдача галогенных ламп составляет 22—25 лм/Вт, что в 1,5 раза превышает световую отдачу обычных ламп. Для реализации га­логенного цикла необходима высокая температура стенок колбы — до 600—700 °С. Поэтому колбу галогенной лампы изготовляют из кварце­вого стекла. Колба имеет небольшие размеры. Для обеспечения более равномерного отложения вольфрама на спиральной нити накала, она должна быть выполнена в виде прямого цилиндра. Выводы галогенной лампы сделаны из молибдена, температурный коэффициент расшире­ния которого близок к коэффициенту расширения кварцевого стекла.

Однонитевые галогенные лампы категорий HI, H2 и НЗ применяют­ся в противотуманных фарах, фарах-прожекторах и фарах рабочего ос­вещения. Кроме того, они могут быть использованы в четырехфарных системах головного освещения. Лампы HI и Н2 имеют нить, располо­женную вдоль оси колбы и отличаются конструкцией цоколя. Нить на­кала в лампе НЗ расположена перпендикулярно оси колбы.

Двухнитевая галогенная лампа категории Н4 устанавливается в фа­рах головного освещения. Специальный цоколь P43t/38 исключает установку лампы в оптический элемент, непредназначенный для нее. Ни­ти дальнего и ближнего света лампы категории Н4 имеют форму ци­линдров и расположены вдоль оптической оси.

Параметры ламп накаливания

Сила тока, потребляемого лампой от источника электроэнергии, световой поток и световая отдача зависят от напряжения. Отечествен­ная промышленность выпускает лампы с номинальным напряжением 6, 12 и 24 В. Расчетное напряжение ламп выше и составляет соответст­венно 6,3—6,75, 12,6—13,5 и 28 В. При повышении напряжения отно­сительно расчетного значения увеличиваются сила тока, температура спирали, световой поток и световая отдача, но резко сокращается срок службы лампы. При понижении напряжения нить накала нагревателя меньше, поэтому световой поток и световая отдача уменьшаются. При снижении напряжения на 50—60 % лампа практически не излучает света.

Напряжение питания ламп накаливания на автомобиле зависит от настройки регулятора напряжения, состояния источников электроэнер­гии в цепях питания световых приборов, от числа включенных потре­бителей, сечения и протяженности соединительных проводов. Лампы должны выдерживать возможные в системе электрооборудования авто­мобиля колебания напряжения.

Автомобильные лампы работают в условиях вибрации и тряски, по­этому должны быть механически прочными. Крепление колбы к цоко­лю должно выдерживать усилие, прилагаемое к лампе, когда она встав­ляется в патрон или вынимается из него. Лампы должны надежно удер­живаться в патронах при значительной вибрации, характерной для эксплуатации автомобиля. Снижение вибрационных нагрузок на нить накала и устройство для закрепления лампы в патроне достигается за счет эластичной подвески патрона в световом приборе или светового прибора на автомобиле.

Лампы накаливания отличаются по назначению, конструкции, по электрическим и светотехническим параметрам.

Обозначение автомобильных ламп накаливания

Отечественные автомобильные лампы имеют обозначение (напри­мер, А12-45+40), в которое входит буква А (автомобильная), указание на величину номинального напряжения (6, 12 и 24 В) и потребляемую мощность в ваттах нитей накала дальнего и ближнего света. Значения мощности двухнитевых ламп пишутся одно за другим через знак +. К перечисленным составляющим обозначения типа лампы может быть через знак — добавлена цифра для указания модификации типа. В обо­значение типа галогенных ламп (например, АКГ12-60+55) дополни­тельно введены буквы К (кварцевая) и Г (галогенная). Буквенные обо­значения МН и С относятся к миниатюрным и софитным лампам соот­ветственно.

Отечественная промышленность выпускает двухнитевые галогенные лампы АКГ12-60+55 и АКГ24-75+70 (категория Н4) для головных фар с европейским светораспределением и однонитевые лампы АКГ12-55, АКГ24-70 (категория HI) и АКГ12-5 5-1, АКГ24-70-1 (категория НЗ) для прожекторов и противотуманных фар.

Для сигналов торможения и указателей поворота выпускают лампы А12-21-3 и А24-21-2. Двухнитевая лампа А12-21+5 предназначена для фонарей, совмещаю­щих функции габаритного огня и сигнала торможения. В габаритные фонари устанавливают однонитевые лампы А12-5-2 и А24-5-2. Выпускают также софитные лампы АС 12-5-1, а для освещения салона приборов, блоков контрольных ламп и световых ламп и световых табло — лампы А12-1, А24-1, А12-1,2, А24-2, АМН 12-3-1 и АМН24-3.

Автомобильные светодиоды

Светодиоды применяются в щитках приборов на передней панели, в отдельных узлах для подсветки кнопок и ручек управления вместо миниатюрных ламп накаливания. Светодиодные линейки используются в сигналах торможения и световых индикаторах для построения шкал и цифр.

Светодиоды обладают значительно большей надежностью. Их срок службы превышает срок службы автомобиля. Изделие, выполненное на светодиодных материалах, сохраняет функциональное назначение при выходе из строя одного или нескольких светодиодов, в то время как при перегорании нити накала лампы изделие полностью прекращает вы­полнять свои функции.

Цвет излучения светодиода, сила света и световой поток зависят от силы потребляемого тока. Длина волны и интенсивность излучаемого света зависят от температуры.

В связи с тем, что температура полупроводникового перехода в пер­вую очередь определяется силой тока, то особое внимание необходимо уделять правильному выбору силы тока при конструировании светоди­одного прибора и поддержанию заданной си­лы тока при эксплуата­ции. Номинальная сила тока в прямом направ­лении указывается в технической характери­стике светодиода. Схемотехническое ре­шение по стабилизации силы тока определяется качеством напряжения питания. Не рекоменду­ется параллельное или смешанное соединение группы светодиодов, так как из-за разброса параметров, несмотря на то, что светодиоды разбиты по классам, сила тока в них не будет одинаковой и, следова­тельно,  интенсивность их излучения будет различной. Для большинства групп светодиодов целесообразно использование стабилизированных источников тока.

Диоды могут иметь сферическую, куполообразную форму или плоский верх. Частью корпуса может быть линза как бес­цветная, так и окрашенная в цвет излучения светодиода.

Ксеноновые лампы

На автомобилях находят применение новые источники света — ксеноновые лампы, спектр излучения которых близок к солнечному свету. Светоизлучение ксеноновой лампы обеспечивает дуговой разряд меж­ду электродами, которые расположены в колбе, заполненной инертным газом. Ксеноновые лампы не перегорают, устойчивы к вибрации, их светоотдача достигает 80 лм/Вт.

Однако, чтобы ионизировать инертный газ, необходимо обеспечить пробой междуэлектродного промежутка начальным импульсом напря­жения 20 кВ. Кроме того, рабочий режим лампы обеспечивается при подаче на электроды переменного тока напряжением 330 В и частотой 300 Гц. Эти проблемы в настоящее время решаются с помощью полу­проводниковых преобразователей путем трехступенчатого преобразо­вания напряжения.

Ксеноновая лампа D1 массой 15 г благодаря большей светоотдаче имеет мощность 35 Вт. В то же время масса преобразователя составляет примерно 0,5 кг. Для установки на автомобиле системы освещения с ксеноновой лампой необходимо использовать как минимум два ком­плекта таких преобразователей, чтобы обеспечить требуемое светораспределение фар дальнего и ближнего света. Все это делает систему го­ловного освещения достаточно сложной и дорогостоящей.

Фары головного освещения

Формирование светового пучка в фарах прожекторного типа

В темное время суток при высоких скоростях движения необходимо освещать дорогу и обочину перед автомобилем на расстоянии 50—250 м. Это позволяет водителю своевременно оценивать дорож­ную обстановку и избегать столкновений с препятствиями. Для освещения дороги на автомобили и другие автотранспортные средства ус­танавливают фары и прожекторы. Распределение света фары на дороге зависит от конструкции оптического элемента и установленной в нем лампы.

Световой пучок фары может быть сформирован прожекторным или проекторным методом. Наиболее распространенный прожекторный метод обеспечивает концентрацию светового потока источника тока отражателем и его перераспределение в соответствии с заданным режи­мом освещения рассеивателем. Для концентрации светового пучка при таком методе его формирования используется параболоидный отража­тель с круглым или прямоугольным (усеченным) отверстием.

В качестве преломляющих элементов используются цилиндриче­ские, сферические и эллипсоидные линзы, призмы и линзы-призмы. В зависимости от преломляющей структуры рассеивателя добиваются изменения как формы светового пучка, так и силы света в различных направлениях светораспределения.

Поверхность отражателей, штампуемых из стали, покрывают слоем лака (для создания более гладкой поверхности) и алюминируют. Коэф­фициент отражения алюминиевого покрытия достигает 0,9. Качество отражающего слоя, так же как и точность геометрической формы отра­жателя, существенно влияет на характеристики светораспределения фары.

Отражатели в оптических элементах автомобильных фар и прожек­торов предохраняют от воздействия окружающей среды защитными стеклами. В фарах головного освещения защитные стекла — рассеиватели осуществляют вторичное распределение светового потока в вер­тикальной и горизонтальной плоскостях, обеспечивая требуемый уро­вень освещенности на различных участках дорожного полотна. При из­готовлении в пресс-формах на внутренней поверхности рассеивателя формируют линзы и призмы. Вертикальные цилиндрические линзы рассеивают световой пучок в стороны. Сферические линзы позволяют по­лучить световой пучок, одинаково рассеянный в обеих плоскостях. При эллипсоидных линзах получают различные углы рассеяния светового пучка во взаимно перпендикулярных плоскостях. В случае использова­ния призм добиваются изменения распространения части светового потока в результате соответствующей ориентации ее преломляющей грани.

Системы светораспределения

Автомобильные фары должны удовлетворять двум противоречи­вым требованиям: хорошо освещать дорогу перед автомобилем и не ос­леплять водителей автотранспортных средств при встречном разъезде. Ослепление светом фар водителей встречных автомобилей является серьезной проблемой, непосредственно связанной с обеспечением безопасности движения. В настоящее время она решается применением двухрежимных систем головного освещения с дальним и ближним све­том.

Дальний свет фар предназначен для освещения дорожного полотна перед автомобилем при отсутствии встречного транспорта. Ближний свет фар обеспечивает освещение дороги перед автомобилем при дви­жении в населенных пунктах или при разъезде с встречным автотранс­портным средством на шоссе. Ближний свет фар значительно снижает ослепление участников дорожного движения при достаточном уровне освещенности дороги и правой стороны обочины. Фары головного ос­вещения должны обеспечивать необходимую видимость дороги и объ­ектов на ней при дальнем и ближнем свете. Переключение с дальнего света на ближний при встречном разъезде должно осуществляться во­дителями обоих автотранспортных средств одновременно при расстоя­нии между машинами не менее 150 м.

Для получения дальнего и ближнего света в двухфарных системах освещения используют двухнитевые лампы накаливания. Современ­ные автомобили оборудуют фарами головного освещения с американ­ской и европейской системами асимметричного светораспределения ближнего света. Асимметричный световой пучок обеспечивает луч­шую освещенность той стороны дороги, по которой движется автомо­биль, и уменьшает ослепление водителя встречного автотранспортного средства.

В лампах фар с американской и европейской системами светораспределения нить накала дальнего света располагают в фокусе отража­теля. Световой пучок дальнего света с малым углом рассеяния может быть получен при минимальных размерах спирали, выполняемой в ви­де дуги, находящейся в горизонтальной плоскости. Большие линейные размеры нити дальнего света по горизонтали обусловливают большее рассеяние светового пучка в горизонтальной плоскости.

В фарах с американской системой светораспределения нить ближнего света в виде спирали цилиндрической формы сме­щена несколько вверх и вправо относительно фокуса, если смотреть на отражатель со стороны светового отверстия. Спираль ближнего света расположена поперек оптической оси.

Если источник света выведен из фокуса, отраженный параболоидом пучок света отклоняется от оптической оси. При этом пучок света раз­деляется на две части. Одна часть светового пучка, попадающая на внутреннюю поверхность отражателя, отражается вправо и вниз относительно оптической оси. Остальная часть светового пучка, отражаемая от внешней части парабо­лоида, направлена влево и вверх и попадает в глаза водителя встречного автомобиля.

Световой пучок фар ближнего света с американской системой распределения не имеет четкой светотеневой границы. Увеличение уг­ла рассеяния отраженного светового пучка требует дополнительного светораспределения рассеивателем со сложной структурой оптиче­ских микроэлементов. Для уменьшения светового потока лучей, на­правленных вверх и влево от оптической оси, применяют отражатели с меньшей глубиной.

В фарах с европейской системой светораспределения нить  ближ­него света цилиндрической формы выдвинута вперед по от­ношению к нити дальнего света и расположена чуть выше и парал­лельно оптической оси. Лучи от нити ближнего света, попадающие на верхнюю половину отражателя, отражаются вниз и освещают близле­жащие участки дороги перед автомобилем. Непрозрачный экран, рас­положенный под нитью ближнего света, исключает попадание свето­вых лучей на нижнюю половину отражателя, поэтому глаза водителя встречного автотранспортного средства находятся в теневой зоне. Од­на сторона экрана отогнута вниз на угол 15 °, что позволяет увеличить площадь активной поверхности левой половины отражателя и освещенность правой обочины и правой полосы движения автомоби­ля.

Световой пучок фар с европейской системой светораспределения при их работе в режиме ближнего света имеет четко выраженную све­тотеневую границу, что обеспечивает четкое разделение на ос­вещенную зону и зону неслепящего действия. Фары европейской сис­темы, предназначенные для правостороннего движения, при освеще­нии ближним светом вертикального экрана должны создавать на нем светотеневую границу, имеющую с левой стороны горизонтальный участок, а с правой — участок, направленный под углом 15 ° к горизон­тали.

Рассеиватель фары европейской системы меньше влияет на органи­зацию светораспределения по сравнению с фарой американской систе­мы. Большая часть нижней половины рассеивателя при ближнем свете не используется и рассчитана на распределение дальнего света, что улучшает характеристики фары в режиме дальнего света.

Фары европейской системы имеют более рациональное светораспределение. Следовательно, ослепляющее действие фар американской системы больше. В то же время освещенность дороги фарой американской системы при переключении с даль­него света на ближний меняется меньше. Фара европейской системы по сравнению с фарой американской системы лучше освещает правую по­лосу дороги и обочину. Однако при движении автомобиля по неровной дороге колебания светотеневой границы приводят к быстрому утомле­нию зрения водителя. Фары с американской системой светораспределе­ния с размытым световым пучком ближнего света менее чувствительны к неровностям дороги.

Обе системы обеспечивают безопасный встречный разъезд автомо­билей только на прямой ровной дороге при условии правильной регу­лировки оптических элементов и своевременного переключения даль­него света на ближний.

Усовершенствованные системы переднего освещения

Для улучшения условий освещения дороги разрабатываются «интеллектуальные» устройства, обеспечивающие автоматическое регулирование светораспределения фар головного освещения в зависимости от метеоусловий и геометрического профиля дорожного полотна. Очевидно, что требования к структуре светового пучка фары при движении автомобиля по скоростной магистрали, по неосвещенным дорогам в сельской местности и по дорогам со значительными изгибами, не могут быть одинаковыми.

Усовершенствованные системы переднего освещения (УСПО), разработанные в рамках европейской программы «Эврика AFS», показали, что получить желаемое светораспределение пучка головного света можно за счет вращения части отражателя или установки в блок-фаре дополнительных поворачиваемых фар проекторного типа, у которых к тому же может изменяться интенсивность свечения.

Информация для выполнения функций «интеллектуального света» поступает с датчиков угла поворота рулевого колеса, скорости движе­ния автомобиля и его ускорения, включения указателей поворота, на­правления взгляда водителя и т.д.

Конструкция фар головного освещения

На автомобили устанавливают две или четыре фары дальнего света и две фары ближнего света. Свет фар должен быть белым. Допускается установка фар светло-желтого селективного света. При четырехфарной системе головного освещения внешний край светового отверстия фар дальнего света должен быть расположен дальше от плоскости «боково­го габарита» автомобиля, чем внешний край светового отверстия фар ближнего света. В двухфарной системе дальний и ближний свет совмещены в одной фаре с двухнитевой лампой. Расстояние между внутрен­ними кромками световых отверстий фар ближнего света должно быть не менее 600 мм, от внешней кромки фары ближнего света до плоско­сти «бокового габарита» — не более 400 мм, высота установки фар по верхней кромке — не более 1200 мм, а по нижней — не менее 500 мм.

В двухфарных системах головного освещения применяют круглые и прямоугольные оптические элементы. Каждая фара обеспечивает даль­ний и ближний свет. В четырехфарных системах используют круглые оптические элементы диаметром 136 мм. Две внутренние фары созда­ют дальний свет. Другие две фары, расположенные ближе к плоскостям «бокового габарита» автомобиля, имеют двухнитевые лампы и обеспе­чивают ближний свет при встречном разъезде автотранспорта. При от­сутствии встречных автомобилей включают все четыре фары, чем достигается лучшая освещенность полотна дороги.

Круглые фары

Наибольшее распространение в нашей стране получили круглые фа­ры ФГ140 с европейской системой светораспределения (рис. 2). На реб­ра внутренней части корпуса 5 установлено опорное кольцо 4 оптиче­ского элемента. Кольцо прижимается к корпусу пружиной. По перифе­рии опорного кольца предусмотрены пазы, в которые входят головки регулировочных винтов 3. Винты ввертывают в гайки, закрепленные на корпусе, обеспечивая необходимую регулировку направления светово­го пучка фары в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах угла ±4°30'.

Одна из сторон опорного кольца служит привалочной плоскостью для оптического элемента, который крепят к кольцу тремя винтами 14 с помощью внутреннего ободка 1. Для фиксации оптического элемента в определенном положении кольцо имеет три несимметрично располо­женных окна.

Рис. 2. Автомобильная фара ФГ140:

1 — внутренний ободок; 2 — лампа; 3 — регулировочный винт; 4 — опорное кольцо; 5 — корпус; б — цоколь лампы; 7 — соединительная колодка; 8 — провода; 9 — дер­жатель проводов; 10 — отражатель; 11— рассеиватель; 12 — экран; 13 — держатель экрана; 14 — винт

Металлостеклянный оптический элемент объединяет параболоидный отражатель 10 с фокусным расстоянием 27 мм, рассеиватель 11, приклеенный к отражателю, и лампу 2. Отражатель изготавливают из стальной ленты. Отражающая поверхность для предотвращения окси­дирования, повышения стойкости к воздействию влаги и механическим повреждениям покрыта тонким слоем специального лака.

В оптический элемент фары ФГ140 со стороны вершины параболоидного отражателя устанавливают двухнитевую лампу с унифициро­ванным фланцевым цоколем 6 (P45t/41). Выводы лампы выполнены в виде прямоугольных штекерных пластин, на которые надевают со­единительную колодку 7 с проводами 8 и держателем 9 проводов. В оп­тический элемент фары устанавливают также лампы габаритного и стоя­ночного огней. Экран 12, перекрывающий выход прямых лучей лампы накаливания, крепится к отражателю заклепками с помощью держате­ля 13.

Прямоугольные фары

Такие фары имеют параболоидный отражатель, ограниченный сни­зу и сверху горизонтальными плоскостями. Благодаря увеличению ши­рины светового отверстия в горизонтальной плоскости обеспечивается лучшее освещение дороги на большом расстоянии.

Рассеиватель 8 (рис. 3) прямоугольной фары соединяют по фланцу со штампованным корпусом 6 с помощью прокладки 12 или самотвер­деющей поливинилхлоридной массы (неразъемное соединение). Кор­пус 6 крепится к пластмассовому кожуху 4 винтами. Винты 9 с пласт­массовыми гайками 10 обеспечивают регулирование направления све­тового пучка фары на автомобиле. В отражателе 5 с помощью пластины 3 закреплена фланцевая двухнитевая лампа 7 типа А12-45+40. В верх­ней части пластины 3 расположена пружинная защелка 13, которая прижимает фланец цоколя лампы. На штекеры лампы надевается со­единительная колодка 2 проводов.

Дополнительную лампу 11 габаритного огня типа А12-4 крепят в па­троне пластины 3 с помощью пластинчатой пружины. Провод, идущий к лампе габаритного огня, зафиксирован подпружиненным зажимом на контактной пластине 1.

Рис. 3. Прямоугольная фара:

1 — контактная пластина; 2 — соединительная колодка; 3 — металлическая пластина; 4 — пластмассовый кожух; 5 — отражатель; 6 — корпус; 7 — двухнитевая лампа; 5 — рассеиватель; 9 — винт; 10 — пластмассовая гайка; 11— лампа габаритного огня; 12 — уплотнительная прокладка; 13 — пружинная защелка; 14 — ободок

13    3     2

Гомофокальные фары

Для улучшения аэродинамических качеств передняя часть автомо­биля должна иметь меньшую высоту, срезанные углы на виде сбоку и в плане. Для таких автомобилей необходимы фары малой высоты и боль­шой ширины с увеличенной шириной луча для ближнего света, что по­зволяет применять рассеиватели с большим углом наклона в двух плос­костях. Кроме того, фары должны занимать как можно меньше места в подкапотном пространстве.

Достигнуть требуемых светотехнических характеристик при прием­лемых соотношениях ширины, высоты и глубины фары позволяет принцип гомофокальности, т.е. объединения нескольких усеченных параболоидных элементов с различным фокусным расстоянием (напри­мер 20 и 40 мм) при совмещенных положениях их фокусов. Гомофокальный отражатель компонуется из отдельных сек­торов разнофокусных отражателей таким образом, чтобы обеспечить формирование светораспределения дальнего и ближнего света при оп­тимальных размерах и оптимальной преломляющей структуре рассейвателя. Требуемое светораспределение в режимах как ближнего, так и дальнего света практически обеспечивается только отражателем.

Отражатели сложного профиля для гомофокальных фар изготавли­вают из пластмасс с высокой термостойкостью, обеспечивающей рабо­ту фары с галогенными лампами.

Бифокальные фары

В четырехфарных системах с раздельными режимами освещения используются фары с бифокальным отражателем ближнего света со смешанной светотехнической схемой. Отражатель такой фары со­стоит из двух частей с положением фокальных точек по разные сторо­ны от тела накала источника света и границей раздела между частя­ми отражателя. Граница раздела зеркально соответствует форме, создаваемой светотеневой границей асимметричного светораспределе­ния ближнего света. Рассеиватели приборов систем освещения с разде­ленными режимами имеют относительно простую преломляющую структуру.

Эллипсоидные фары

В последнее время получил распространение проекторный принцип формирования светораспределения с помощью проекционной оптики (конденсаторной линзы). Такой принцип реализуется светооптической системой с эллипсоидным отражателем. Тело накала устанавливается в переднем фокусе эллипсоида. После отражения свето­вой пучок концентрируется в зоне второго фокуса отражателя на относительно малой площадке, где устанавливается экран с формой, обеспечивающей светотеневые границы, соответствующие симметрич­ной светотеневой границе заданного режима освещения (для ближнего света головных фар или противотуманных фар). Изображение в плос­кости экрана проецируется на дорожное полотно конденсаторной лин­зой, фокальная точка которой совпадает со вторым фокусом эллип­соидного отражателя.

Блок-фара

Блок-фара объединяет в одном корпусе все или часть передних све­товых приборов и имеет общий или составной рассеиватель. При нали­чии общего рассеивателя упрощается его очистка. Недостатком блок-фар является невозможность их унификации для различных автомобилей. Правая и левая блок-фары одного автомобиля невзаимозаменяемы.

Фары-прожекторы

Фары-прожекторы дают концентрированный световой луч и служат для освещения дальних участков дороги. Их устанавливают на автомо­билях, которым разрешено движение с повышенной скоростью. Про­жекторы включаются вместе с дальним светом фар при отсутствии встречных автотранспортных средств. Высота установки прожекторов не нормируется. Две фары-прожектора должны устанавливаться на од­ной высоте.

Прожекторы-искатели

Прожекторы-искатели предназначены для временного освещения предметов, расположенных вне зоны действия фар головного освеще­ния, имеют узкий световой пучок и устанавливаются на поворотном кронштейне.

Примеры схем включения фар на легковых автомобилях приведены на рис. 4.

Рис. 4. Схемы включения фар головного освещения, противотуманных фар и фонарей автомобилей:

а — АЗЛК-2141; б — ЗАЗ-1102; 1 — фары головного освещения; 2 — противотуманные фары; 3 — монтажный блок предохранителей и реле; 4 — реле включения противоту­манных фар; 5 — реле включения дальнего света фар; 6 — реле включения ближнего света фар; 7 — выключатель противотуманных фар; 8 — выключатель света фар; 9 — переключатель света фар; 10 — выключатель задних противотуманных фонарей; 11 — выключатель наружного освещения; 12 — контрольная лампа дальнего света фар; 13 — выключатель зажигания; 14 — лампы заднихпротивотуманных фонарей; 15 — трехры-чажный переключатель; 16 — блок предохранителей

Конструкция противотуманных фар и фонарей

Противотуманные фары и фонари

При наличии тумана, интенсивных осадков или пылевых облаков ухудшение видимости приводит к снижению скорости движения авто­мобилей. Необходимый уровень безопасности движения автомобиля в этих условиях обеспечивается световыми приборами.

В тумане при использовании ближнего и дальнего света фар голов­ного освещения удовлетворительная видимость дороги не достигается. Лучи ближнего и особенно дальнего света отражаются от мельчайших капелек тумана, рассеиваются и создают молочно-белую пелену перед автомобилем, которая ослепляет водителя. При включении обычных фар головного освещения в тумане с метеорологической видимостью меньше 20 м водитель автомобиля практически не видит дорогу и объ­екты на ней.

Условия видимости в темное время суток при движении в тумане, в снегопад и дождливую погоду зависят от светораспределения и точно­сти регулирования фар. Для улучшения видимости дорожного полотна, габаритных размеров встречного автомобиля и снижения аварийности во время туманов, дождей и снегопадов применяют противотуманные фары и фонари.

Противотуманные фары. Противотуманные фары отличаются от обычных большим углом рассеяния светового пучка в горизонтальной плоскости и более четкой верхней светотеневой границей. Та­кое светораспределение в горизонтальной плоскости обеспечивается соответствующим микрорельефом внутренней поверхности рассеивателя с вертикальными цилиндрическими линзами и экраном перед лам­пой. Больший угол рассеяния светового пучка обеспечивает хорошую видимость дороги и обочины на расстоянии 15—25 м.

Для того чтобы уменьшить рассеивающее действие тумана на свето­вой пучок, противотуманные фары устанавливают ближе к дорожному полотну. В этом случае уменьшается длина пути световых лучей до пе­ресечения с полотном дороги. Размещать противотуманные фары сле­дует не выше фар ближнего света на высоте (по нижней кромке свето­вого отверстия) не менее 250 мм над полотном дороги. От плоскости бокового габарита автомобиля они должны отстоять не более чем на 400 мм. Углы рассеяния светового пучка противотуманных фар состав­ляют ±5° от горизонтальной и +45 и -10° от вертикальной осей.

Высота установки противотуманных фар в меньшей степени влияет на условия видимости дороги, чем светораспределение и точность регулирования. Так, увеличение высоты установки фары над уровнем до­роги с 250 до 1000 мм приводит к снижению максимальной дальности видимости примерно на 10 %. В то же время отклонение пучка света фары вверх на 3° (вследствие разрегулирования) может в 2 раза умень­шить дальность обнаружения объекта на дороге.

Для достижения большего цветового контраста рассеиватели противотуманных фар иногда изготавляют из стекла желтого цвета. Однако заметных преимуществ изменения спектрального состава излучения таких фар нет. Цвет светового пучка фары практически не влияет на ус­ловия видимости в тумане средней и высокой плотности. Лучи желтого цвета с большей длиной волны лучше проникают через туман малой плотности или пылевую среду с малыми размерами частиц, соизмери­мыми с длиной световых волн. В фары с рассеивателями желтого цвета устанавливают лампы большей мощности. Цвет рассеивателей двух противотуманных фар на одном автомобиле должен быть одинаковым.

Противотуманные фары могут иметь круглое или прямоугольное световое отверстие. Их встраивают в кузов, в буфер или крепят к буферу автомобиля с помощью кронштейна. Противотуманные фары могут входить в состав блок-фары.

Оптическая система противотуманной фары включает отражатель параболоидного типа, рассеиватель, лампу, нить накала ко­торой расположена в фокусе отражателя, и экран.

Включение противотуманных фар вместо ближнего света фар го­ловного освещения в условиях плохой видимости позволяет на 20—30 % увеличить скорость движения автомобиля. Для уменьшения слепящего действия на водителей встречных автотранспортных средств противотуманные фары рекомендуется применять при езде в городе. Благодаря большему углу рассеяния светового пучка по гори­зонтали противотуманные фары целесообразно использовать для осве­щения крутых поворотов на горных дорогах.

В светлое время суток при движении в тумане видимость дороги не улучшается даже при использовании противотуманных фар. Однако они могут выполнять функции габаритных огней, снижая вероятность столкновения встречных автотранспортных средств.

Приборы световой сигнализации Общие сведения

На автомобиле установлено большое число светосигнальных при­боров при ограниченном пространстве для их размещения. Автомобиль имеет габаритные огни, сигналы торможения, указатели поворота, стояночные огни и световозвращатели.

Форма, размеры и расположение светосигнальных приборов долж­ны отвечать установленным нормам и соответствовать внешнему виду модели автомобиля.

Отдельным считается световой прибор с одним или несколькими параллельно включенными источниками света и одной светящейся поверхностью, собранный в отдельном корпусе.

Комбинированный световой прибор имеет один источник света (или несколько параллельно включенных и одновременно светящихся источников света), один корпус, но две или несколько светящих по­верхностей.

Совмещенный световой прибор имеет разные источники света или один, работающий в разных режимах, одну светящую поверхность и один корпус. Двухнитевая лампа в совмещенном световом приборе, объединяющем функции заднего габаритного огня и сигнала торможе­ния, считается за два источника света.

Группированный световой прибор объединяет в одном корпусе не­сколько самостоятельных световых приборов с отдельными источника­ми света и отдельными светящими отверстиями. Каждый из сгруппиро­ванных вместе световых приборов может иметь несколько источников света и несколько светящих отверстий. В группированном световом приборе сигнальные фонари могут располагаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Светосигнальные приборы должны быть хорошо опознаваемы, что достигается изменением силы света, цветности сигналов, а также проблесковым режимом их работы. В автомобильных светосигнальных приборах в основном используют красный, белый и оранжевый цвета.

Максимальная сила света светосигнальных приборов ограничена ввиду возможного ослепления водителей в темное время суток, а мини­мальная обусловлена способностью человека различать световой сиг­нал в солнечный день. В темное время суток светосигнальные приборы хорошо видны при силе света 2—12 кд. Для обеспечения видимости световых сигналов в солнечный день силу света необходимо увеличи­вать до 200—700 кд. Эти условия работы обеспечиваются двухрежимными указателями поворота и сигналами торможения. На режиме рабо­ты с уменьшенной силой света включаются дополнительные резисторы в цепи электроснабжения.

Светораспределение светосигнального фонаря зависит от типа его оптической системы — линзовой или смешанной. В линзовой оптиче­ской системе требуемые сила света и светораспределение обеспечива­ются одним рассеивателем (без отражателя). К приборам с линзовой оптической системой относятся габаритные и стояночные огни, боко­вые повторители указателей поворота и другие. Такие приборы состоят из корпуса, лампы накаливания и рассеивателя с линзовы­ми или призматическими микроэлементами. Внутренняя поверхность корпуса может быть окрашена в белый цвет.

В смешанных оптических системах необходимое светораспределе­ние создается отражателем и рассеивателем. Рассеиватель перераспределяет световой поток от отражателя и лампы. Непреобразованный световой поток от лампы улучшает све­тотехнические характеристи­ки светосигнальных приборов. Благодаря большой силе света в заданных углах гео­метрической видимости, соз­даваемой смешанной оптиче­ской системой, ее применяют в сигналах торможения и ука­зателях поворота. Световой поток лампы наилучшим об­разом используется при уста­новке в корпус параболоидного отражателя. Поверхность отражателя может быть полу­чена при его изготовлении из стальной ленты, цинкового литья или пластмассы.

Патрон   обеспечивает правильную установку лампы относительно отражателя и рассеивателя.

Задние габаритные и стояночные огни, световозвращатели и сигна­лы торможения — красного цвета. При одновременном включении га­баритных огней и сигналов торможения они отличаются габаритной яркостью. Красный цвет лучше воспринимается периферическим зре­нием, лучше заметен ночью на фоне огней другого цвета и сохраняет монохроматичность при любой интенсивности. Передние габаритные огни и стояночные огни имеют белый цвет, проблесковые сигналы пе­редних и задних указателей поворота, боковые габаритные огни и све­товозвращатели — оранжевый. Оранжевый цвет лучше распознается ночью на фоне включенных фар головного освещения и передних габа­ритных огней.

По европейским нормам впереди автомобиля не должно быть ни од­ного огня красного цвета.

Белый цвет сзади имеют фонари заднего хода (как и в передних све­товых приборах, он сигнализирует о движении автомобиля в сторону наблюдателя) и освещения номерного знака.

Габаритные огни

Два передних и два задних габаритных огня сигнализируют о нали­чии и примерной ширине автотранспортного средства. Прицепы и по­луприцепы имеют два габаритных огня сзади, а при ширине более 1,6 м — еще два спереди. Автобусы с числом пассажирских мест более 10 дополнительно снабжены двумя верхними габаритными огнями спе­реди, а также сзади. Углы видимости этих огней +80° от вертикали, +5 и -20° от горизонтали. Сила излучаемого света вдоль оси 40—60 кд для передних и 2—12 кд для задних и верхних габаритных огней.

Габаритные огни располагаются на равном расстоянии от плоскости симметрии, на одинаковой высоте и в одной плоскости, перпендику­лярной к продольной оси автомобиля.

Расстояние между габаритными огнями по ширине не менее 600 мм, высота их установки 400—1500 мм. Верхние габаритные огни автобу­сов расположены на расстоянии не более 400 мм от верхней плоскости «габарита». Такое же расстояние до плоскости бокового габарита всех габаритных огней.

На автотранспортном средстве длиной более 6 м установлены боко­вые габаритные огни оранжевого цвета. Фонари сигнализации откры­тых дверей указывают на увеличение габарита автомобиля.

Стояночные огни

Стояночные огни в отличие от габаритных расходуют меньше электроэнергии. Углы геометрической видимости двух белых стояночных огней спереди и двух красных сзади такие же, как габаритных огней.

Обычно стояночные огни совмещают или группируют с габаритны­ми огнями. Разрешается включать стояночные огни только с одной сто­роны автомобиля, наиболее удаленной от соответствующего края до­рожного полотна.

Указатели поворота

Каждый автомобиль должен иметь два передних и два задних указа­теля поворота, размещенных на одинаковой высоте (400—1500 мм) и на равном расстоянии от продольной плоскости симметрии автомо­биля.

Повышенная информативность светового сигнала о повороте дости­гается усилением силы света и работой указателей поворота в проблес­ковом режиме. Частота мигания сигнала-указателя поворота 1—2 с¹. При меньшей частоте сигнал может быть не замечен вовремя участниками движения.

Боковые повторители указателей поворота обязательны для автомо­билей длиной более 6 м и для автомобилей с прицепами и полуприцепа­ми. Боковые повторители указателей поворота могут быть установле­ны на всех автомобилях. Многие автомобили имеют ава­рийную сигнализацию о неисправности и вынужденной остановке на проезжей части дорожного полотна.

Аварийная сигнализация — включение всех установленных на авто­мобиле указателей поворота.

Сигнал торможения

Два задних сигнала торможения автомобиля включаются при сраба­тывании тормозных систем и сигнализируют о замедлении движения или остановке автомобиля. Расстояние между парными симметричны­ми сигналами торможения не более 600 мм, высота установки 400—1500 мм.

Дополнительные сигналы торможения у задних стекол салона лег­кового автомобиля видны водителю, едущему сзади, при загрязнении основных сигналов торможения, а также водителям нескольких сле­дующих в колонне автомобилей, что обеспечивает их своевре­менную реакцию на изменение дорожной ситуации.

Фонари освещения номерного знака

Номерной знак освещается одним или двумя фонарями. Европей­ские нормы определяют допуски на неравномерность освещения номерного знака: минимальная освещенность таблицы 10 лк, а макси­мальная 490 лк. Удовлетворительную освещенность даже широкого номерного знака обеспечивают два одинаковых фонаря, расположен­ных вдоль ее длинной стороны.

Фонари заднего хода

По конструкции и требованиям фонари заднего хода относятся к светосигнальным. Один или два фонаря заднего хода с рассеивателями белого цвета размещены в задней части автомобиля на высоте 400—1200 мм. Углы геометрической видимости фонарей при включе­нии заднего хода+15 и -5° от горизонтали и ±45° от вертикали для одиночного фонаря и +45 и -30° от вертикали для двух парных фонарей. Фонари заднего хода автобусов обеспечивают углы геометрической видимости ±15° от горизонтали и ±45° от вертикали.

Опознавательные знаки

В автопоездах используются опознавательные знаки (рис. 5). При наличии прицепа три рядом расположенных огня оранжевого цвета установлены на крыше кабины тягача. Расстояние между огнями 150—300 мм. Углы геометрической видимости ±5° от горизонтали и ±80° от вертикали.

Прицепы оборудуют сзади габаритными огнями, указателями пово­рота и сигналами торможения, которые дублируют соответствующие светосигнальные приборы автомобиля-тягача и загораются одновре­менно с ними.

Рис. 5. Опознавательные знаки автопоездов:

1 — опознавательные знаки; 2 — передние световозвращатели; 3 — задние световозвращатели

Фонарь преимущественного проезда

Этот фонарь с мигающим огнем расположен на крыше автомобиля, пользующегося правом преимущественного проезда (пожарная, мили­цейская, скорой помощи). Видимость огня в горизонтальной плоскости круговая.

Световозвращатели

Это пассивные светосигнальные приборы с возвратно-отражающи­ми оптическими элементами. Они предназначены для обозначения га­баритов автомобиля в темное время суток путем отражения света, излу­чаемого источником, находящимся на другом автотранспортном сред­стве.

Кубические световозвращатели состоят из трехгранных ячеек с уг­лом между гранями 90 °. Грани ячеек расположены на внутрен­ней стороне световозвращателя. По­ток света входит в светоотражатель со стороны наружной гладкой поверхности и после трехкратного отражения от граней ячейки выходит в обратном направлении. Прямо­угольная трехгранная призма обеспечивает отражающий эффект с дос­таточной силой света при небольшой площади поверхности и глубине оптического элемента световозвращателя.

По два передних и задних световозвращателя соответственно бело­го и красного цвета устанавливают симметрично относительно про­дольной плоскости автомобиля. На автомобилях и ав­тобусах большой длины имеются боковые световозвращатели оранжево­го цвета.

Требования к задним красным треугольным световозвращателям прицепа аналогичны требованиям к задним световозвращателям оди­ночных автомобилей. Прицепы имеют спереди два белых светоотража­теля любой формы (кроме треугольной) для обозначения ночью прице­па, если он стоит на обочине дороги или его ширина превышает шири­ну тягача. Передние светоотражатели расположены на расстоянии не более 150 мм от плоскости бокового габарита прицепа.

Противотуманные фонари

В меньшей степени при движении в тумане автомобиль защищен от наездов сзади. Задние габаритные огни в этом случае малоэффективны. Поэтому на автомобили устанавливают задние противотуманные фона­ри красного цвета с повышенной силой света. Сила света заднего противотуманного фонаря в рабочей зоне должна быть в 100—300 раз больше силы света габаритных огней. Его светораспределение с боль­шим углом рассеяния светового пучка в горизонтальной плоскости ана­логично светораспределению противотуманных фар. Задний противотуманный фонарь должен быть виден водителю приближающегося автомобиля в виде вытянутого вдоль его горизонтальной оси прямо­угольника равномерной яркости. Силу света и яркость задних противотуман­ных фонарей ограничивают. Слишком яркие фонари могут вызвать у водителей других автотранспортных средств состояние дискомфорта. Задние противотуманные фонари особенно эффективны в дневное вре­мя, когда резко возрастает интенсивность движения. Один или два задних противотуманных фонаря устанавливают на высоте 250-1000 мм. Одиночный фонарь целесообразно располагать посередине задней части автомобиля или той его части, которая обращена к осевой линии дорожного полотна. Если задний противотуманный фонарь не является составной частью горизонтального блока сигнальных фонарей, желательно его устанавливать выше или ниже блока. Более высокое расположение задних противотуманных фонарей по сравнению с противотуманными фарами позволяет уменьшить вуалирование их пеленой, создаваемой светом противотуманных фар.

Приборы внутреннего освещения

Внутреннее освещение имеют кабина водителя грузового автомоби­ля, салон легкового автомобиля или автобуса, подкапотное пространст­во, багажное отделение, вещевой ящик. Все внутренние помещения ос­вещаются лампами небольшой мощности.

Кабина водителя грузового автомобиля и салон легкового автомо­биля освещаются одним-тремя плафонами. Неслепящий рассеянный свет обеспечивается благодаря применению рассеивателя из специального материала. Матовую поверх­ность с внутренней стороны рас­сеивателя получают после соот­ветствующей механической или химической обработки.

Люминесцентные лампы подключены к сети постоянного тока напряжением 12 или 24 В через преобразователи, на выходе которых переменный ток имеет напряжение 127 или 220 В и частоту 24 кГц. При повышенной частоте обеспечивается лучшее повторное зажигание, снижается уровень шума и исчезает стробоскопический эффект. Каж­дый преобразователь рассчитан на один светильник. Этим исключается необходимость прокладки между светильниками высоковольтных про­водов и повышается электробезопасность.

Люминесцентные лампы имеют больший, чем лампы накаливания, срок службы.

Конструкции подкапотного фонаря, фонарей освещения багажного отделения и вещевого ящика зависят от их назначения. Подкапотный фонарь имеет поворотный колпак, перекрывающий световые лучи от лампы, направленные в глаза водителя или механика. Фонарь освеще­ния багажного отделения обычно защищен от возможного поврежде­ния грузом. Светотехнические характеристики этих приборов не нор­ированы.

Необходимая освещенность шкал контрольно-измерительных при­боров и циферблатов часов в темное время суток достигается встроен­ными в них лампами накаливания. Комбинации приборов в общем корпу­се с одним стеклом освещаются аналогично отдельным приборам. Эффективность освещения прибора или комбинации приборов улучшается, если свет лампы соответствует определенному цвету шка­лы. Так, черная шкала с белыми цифрами и красными концами стрелок лучше видна при освещении зеленым светом. Число ламп, необходи­мых для освещения контрольно-измерительных приборов, можно со­кратить при использовании световодов, которые представляют собой гибкий стержень или жгут тонких волокон из оптически прозрачного материала. Достаточно установить лампу у одного из торцов световода, чтобы из другого торца или отвода получить необходимую освещен­ность в любых местах панели приборов.

Контрольные лампы и сигнализаторы

Наряду со стрелочными контрольно-измерительными приборами и приборами различного назначения с цифровой индикацией применяют контрольные лампы и сигнализаторы. Оптические сигнализа­торы дополняют контрольно-измерительные приборы или дублируют их, информируя водителя о возникновении критических или аварий­ных ситуаций в различных системах автомобиля. К оптическим сигна­лизаторам относятся контрольные лампы заряда аккумуляторной бата­реи, аварийного понижения давления в смазочной системе двигателя, включения габаритных огней, стояночной тормозной системы и дру­гие.

Оптические сигнализаторы имеют разные цвета: красный (сигнали­зирует об аварийных или критических ситуациях), голубой (для кон­трольных ламп включения дальнего света), зеленый мигающий (для сигнализатора исправной работы указателей поворота). Желтые свето­фильтры используют в сигнализаторах включения дополнительных приборов, например противотуманных фар, отопителей и т. д. Для раз­личения одноцветных сигнализаторов различного функционального назначения на их светофильтры наносят пиктограммы — схематиче­ские рисунки.

Оптический сигнализатор может быть выполнен в виде отдельного прибора или встроен в комбинацию приборов. Иногда несколько сигна­лизаторов объединены в блоки с общим корпусом. В блоках сигнализа­торов может быть предусмотрена контрольная кнопка, при нажатии ко­торой проверяют исправность всех контрольных ламп.

Коммутационная аппаратура систем освещения и световой сигнализации

Электрическая схема включения световых приборов

Приборами освещения, габаритными огнями, указателями поворота управляет водитель. Часть приборов включаются автоматически при совершении водителем автомобиля какого-либо действия. Автоматическое включение световых приборов осуществляется с помощью выключателей различной конст­рукции, которые устанавливаются в цепь электроснабжения приборов. Управление приборами освещения и световой сигнализации обеспечи­вается в соответствии с электрической схемой (рис. 6).

Рис. 6. Схема включения световых приборов при помощи центрального переклю­чателя света:

1 — лампы габаритных огней; 2 — двухнитевые лампы головных фар; 3 — лампы противотуманных фар; 4 — лампы фонаря освещения номерного знака; 5 — центральный пе­реключатель света; 6 — лампы освещения контрольно-измерительных приборов; 7 — контрольная лампа; 8—10 — электромагнитные реле; 11 — двухпозиционный переключатель; 12 — выключатель

Соединение световых приборов с источниками тока осуществляется с помощью электропроводки и различных коммутационных устройств. Для управления приборами освещения и световой сигнализации при­меняют центральные, дополнительные и комбинированные переклю­чатели света, переключатели и электромагнитные или электронные прерыватели тока указателей поворота, выключатели наружного и внутреннего освещения, щитка приборов, сигналов торможения, про­тивотуманных фар, фонарей заднего хода и т.д. Как наиболее протя­женные и уязвимые с точки зрения коротких замыканий цепи освещения и световой сигнализации защищены плавкими и термобиметалли­ческими предохранителями.

Центральный переключатель света 5 ползункового типа имеет три фиксированных положения рукоятки штока. В положении 0 все потре­бители отключены, но можно включать нити дальнего света ламп 2 го­ловных фар, когда дальним светом пользуются в целях сигнализации ручным однопозиционным выключателем с самовозвратом, который входит в состав переключателя 11 света головных фар.

При переводе рукоятки штока в положение I включаются лампы 1 габаритных огней, лампы 4 фонаря освещения номерного знака и лам­пы 6 освещения контрольно-измерительных приборов. В этом положе­нии обеспечивается также электроснабжение ламп 3 противотуманных фар, которые включаются выключателем 12 через реле 10.

В положении II к источнику тока подключается двухпозиционный переключатель 11. В исходном положении переключателя 11 к источ­нику тока подключена обмотка реле 8, контакты которого замыкают цепь электроснабжения нитей ближнего света фар головного освеще­ния. При переводе переключателя 11 во второе положение ближний свет выключается, при этом замыкаются контакты реле 9 и загораются дальний свет и контрольная лампа 7. Применением реле 8 и 9 обеспечи­вается снижение падения напряжения в цепях электроснабжения фар от источника тока.

Лампы 6 освещения контрольно-измерительных приборов включа­ются через встроенный в центральный переключатель света реостат. Сопротивление реостата регулируется поворотом рукоятки штока, что позволяет водителю изменять освещенность приборов на приборной панели.

Переключатели

В центральном переключателе света П312 ползункового типа не­подвижные контакты панели 6 (рис. 7) замыкаются контактной пласти­ной 9 каретки 5 из изоляционного материала. Каретка, перемещаемая штоком 1, надежно фиксируется в трех положениях шариком 12 с пру­жиной 10. Реостат 15 в цепи электроснабжения ламп контрольно-изме­рительных приборов размещен на изоляторе 13. Сопротивление реоста­та изменяют перемещением подвижного контакта 14, закрепленного на штоке 1. Переключатель собран в корпусе 11 и с помощью кронштейна 2 крепится на приборной панели.

Некоторые центральные переключатели соединяются с источника­ми тока через биметаллический предохранитель. Переключатели могут иметь различные схемы коммутации. Применяются также схемы вклю­чения световых приборов, в которых центральный переключатель от­сутствует.

Ножной переключатель света П39 (рис. 8) обеспечивает переход с ближнего света фар головного освещения на дальний или, при соответ­ствующей схеме включения световых приборов, от габаритных огней передних фонарей на ближний свет фар. В корпусе 4 переключателя ус­тановлен плунжер 2 с пружиной 3 штока 5.

Рис. 7. Центральный переключатель све­та:

1 — шток; 2 — кронштейн крепления; 3 — корпус реостата; 4 — вывод реостата; 5 — ка­ретка; 6 — контактная панель; 7,8 — выводы переключателя; 9 — контактная пластина; 10 — пружина; 11 — корпус; 12 — шарик; 13 — изолятор реостата; 14 — подвижный контакт реостата; 75 — реостат

Рис. 8. Ножной переключатель све­та:

1 — защитный резиновый колпа­чок-уплотнитель; 2 — плунжер; 3, 8 — пружины соответственно штока и храповика; 4 — корпус; 5 — шток; 6 — ось; 7 — храповик; 9 — текстоли­товая шайба; 10 — контактная пла­стина; 11 — контактная панель; 12 — вывод

При нажатии на резиновый колпачок-уплотнитель 1 плунжер 2 через шток 5 поворачивает храпо­вик 7 и текстолитовую шайбу 9 с латунной контактной пластиной 10, которая замыкает контакты на контактной панели 11 в соответствии со схемой коммутации переключателя. Пружина 8 фиксирует храповик 7 в корпусе 4 и обеспечивает надежное соединение контактных пар. При снятии усилия с колпачка-уплотнителя 1 пружина 3 возвращает плун­жер 2 в исходное положение. При повторном нажатии на колпачок-уп­лотнитель контактная пластина 10 замыкает другую пару контактов на контактной панели 11. Резиновый колпачок-уплотнитель защищает внутренние полости переключателя от проникновения влаги и грязи. В эксплуатации необходимо следить за состоянием резинового уплот­нителя и не допускать попадания воды в переключатель. Устанавлива­ется ножной переключатель на наклонном полу кабины водителя слева.

Для включения указателей поворота применяют отдельные пере­ключатели. Переключатель П110-А (рис. 9) указателей поворота уста­навливается на рулевой колонке и состоит из механического привода, обеспечивающего ручное включение и автоматическое отключение, и переключателя 9, предназначенного для соединения электрической цепи сигнальных ламп указателей поворота с источниками тока. На рулевой колонке устанавливаются также переключатели указателей по­ворота П105-А, П109-А с автоматическим выключением после завер­шения автомобилем поворота. При повороте автомобиля направо руко­ятку переключателя перемещают вправо, при этом мигающим светом горят лампы правых передних, задних указателей поворота и боковых повторителей. При повороте автомобиля налево рукоятку переключа­теля перемещают влево, при этом проблесковым светом горят лампы указателей поворота левого борта автомобиля.

Комбинированные многофункциональные переключатели пред­ставляют собой устройства, объединяющие функции переключателей света фар и указателей поворота, а также других электротехнических устройств. Они обычно устанавливаются в кожухе рулевой колонки под рулевым колесом.

Рис. 9. Переключатель П110-А указателей поворота:

1 — хомут крепления переключателя; 2 — рулевая колонка; 3 — ступица рулевого коле­са; 4 — рулевое колесо; 5 — ролик; б—ось ролика; 7 — крышка переключателя; 8 — ры­чаг; 9 — переключатель; 10 — корпус переключателя; 11— пружина; 12 — провода

При перемещении рычага управления переключателя П149-01 вверх и вниз подвижный контакт включает соответственно лампы пра­вого и левого указателей поворота. Перемещая рычаг управления на се­бя, водитель управляет переключением света фар. Три положения пере­ключателя фиксируются подпружиненным шариком. Включение даль­него света фар не фиксируется.

Рычаг переключения света фар в двухрычажном комбинированном переключателе П135-М, дополнительно управляющем указателями по­ворота, фиксируется в трех положениях, соответствующих выключен­ным фарам, включенному ближнему свету и включенному дальнему свету. В любом положении водитель может перемещать рычаг на себя вдоль оси рулевой колонки для сигнализации дальним светом незави­симо от положения клавиши выключателя наружного освещения.

Трехрычажный комбинированный переключатель для легковых автомобилей (рис. 10) состоит из переключателей света фар, указателей поворота, стеклоочистителя, стеклоомывателя и выключателя звуково­го сигнала. Дальний и ближний свет переключаются за счет перемеще­ния вокруг оси рычага 6.

Рис. 10. Комбинированный переключа­тель:

1 — стопорное кольцо; 2 — корпус пере­ключателя света; 3 — контакты ближнего и дальнего света; 4 — выключатель электродвигателя омывателя ветрового стекла; 5 — контактные пластины переключателя света фар; 6 — рычаг переключения света фар; 7 — контактные пластины переключателя указателей поворота; 8 — корпус переключателя указателей поворота; 9 — контакты переключателя указателей пово­рота; 10 — контактная пластина переклю­чения указателей поворота; 11 — рычаг переключателя указателей поворота; 12 — диск автоматического выключения пере­ключателя указателей поворота; 13 — сту­пица; 14 — контактная пластина кнопки звукового сигнала; /5 — шариковые фик­саторы; 16—выступы; 17—собачка авто­матического выключения указателей по­ворота; 18 — рычаг переключателя стеклоочистителя и омывателя ветрового стекла; 19 — контакты переключателя стеклоочистителя; 20 — выключатель, обеспечивающий сигнализацию дальним светом фар

Перемещением рычага вдоль рулевой колонки водителем на себя обеспечивается независимое включение дальнего света.

Включение указателей поворота осуществляется поворотом рыча­га 11. При этом контактная пластина 10 соединяет соответствующие контакты 9, а собачка 17, вращаясь вокруг своей оси, позволяет одному из ее плеч занять вертикальное положение. Переключатель указателей поворота автоматически выключается после завершения маневра. Ко­гда водитель возвращает рулевое колесо в исходное положение, выступ 16 диска 12 переводит собачку 17 и вместе с ней рычаг 11 в нейтральное положение.

Рис. 11. Комбинированный переключатель П145:

1, 12 — части корпуса; 2 — рукоятка; 3 — кнопочный выключатель; 4 — контакт; 5 — шариковый фиксатор; 6 — пружина; 7—ротор; 8—контактная пластина; 9 — провод с наконечниками; 10 — переключатель указателей поворота; 13— соединительные ко­лодки; 11 — рычаг

Комбинированный переключатель П145 (рис. 11) выполняет функ­ции включения и переключения света фар, передних и задних габаритных огней, указателей поворота, электрического и электропневматиче­ского звуковых сигналов. Устанавливается переключатель на рулевой колонке.

Корпус переключателя состоит из двух равных частей 1 и 12.В кор­пусе расположены кнопочный выключатель 3 электропневматического звукового сигнала, переключатель света фар и выключатель габарит­ных огней, рычага 11 переключения указателей поворота и электриче­ского двухтонального звукового сигнала.

К переключателю света относятся контактная пластина 8, контакты которой в соответствии со схемой коммутации соединяются металли­ческим ротором 7. Ротор, прижимаемый к пластине 8 пружиной б, вра­щается рукояткой 2, положение которой фиксируется шариковым фик­сатором 5. Кнопочный выключатель 3 электропневматического сигна­ла установлен в рукоятке 2. Перемещение рукоятки переключателя света в направлении от водителя обеспечивает сигнализацию дальним

Рис. 12. Многофункциональный комбинированный переключатель 681.3709:

а — положение рычагов переключателя вдоль оси рулевого колеса; б — положение ры­чагов переключателя при перемещении вокруг рулевой колонки; / — переключатель на­ружного освещения указателей поворота и света фар; 2 — соединитель; 3 — контактные штифты звуковых сигналов; 4 — переключатель стеклоочистителя и стеклоомывателя

светом фар. Это положение рукоятки не фиксируется. При перемеще­нии водителем рукоятки на себя возможны четыре фиксированных по­ложения: 1-е — все выключено; 2-е — включены передние и задние га­баритные огни; 3-е — включены габаритные огни в сочетании с ближ­ним светом фар головного освещения; 4-е — включены габаритные огни в сочетании с дальним светом фар головного освещения.

Символы-указатели перечисленных положений рукоятки изображе­ны на корпусе переключателя.

Включение указателей поворота осуществляется рычагом 11, кото­рый также имеет четыре положения: нейтральное; левый поворот; пра­вый поворот; включение электрического звукового сигнала (для этого рычаг 11 перемещается вверх в нефиксируемое положение). Фиксацию трех положений рычага 11 обеспечивает шариковый фиксатор внутри переключателя 10. Возвращение рычага 11 в нейтральное положение обеспечивается механизмом автоматического выключения.

Многофункциональный комбинированный переключатель 681.3709 (рис. 12) с помощью соединителя 2 и хомута закреплен на кронштейне рулевой колонки. Комбинированный переключатель содержит два са­мостоятельных переключателя, установленных и зафиксированных с помощью пружинных защелок в соответствующих гнездах соедините­ля. Левый переключатель 1 коммутирует цепи наружного освещения, указателей поворота и фар головного освещения, а правый — цепи сис­тем очистки лобового и заднего стекол автомобиля и стекол фар голов­ного освещения. При перемещении водителем рычага переключателя 1 от себя (положения VII рычага) включается дальний свет фар. В нефиксируемом положении VII рычага переключателя 1 обеспечивается включение дальнего света фар при световой сигнализации. Жгут про­водов к обоим переключателям присоединяется штекерными колод­ками.

Выключатели

Клавишный выключатель (рис. 13) с соответствующим символом на клавише, имея два фиксированных положения, выключает лампы габа­ритных огней, лампы фонарей освещения номерного знака, освещения багажника, а также соединяет с источником тока переключатель света фар и выключатель освещения приборной панели. Выключатель закре­пляется в отверстиях приборной панели с помощью пружинных распо­рок 1 на его корпусе 4. Клавишный выключатель освещения приборной панели обычно действует только при включенных наружном освеще­нии и зажигании.

Рис. 13. Клавишный выключатель:

1 — пружинные распорки; 2 — клавиша; 3 — контактная пластина; 4 — корпус

Выключатели фонаря заднего хода устанавливаются в коробке пе­редач и служат для автоматического включения фонаря при движении автомобиля задним ходом. При соответствующем положении рычага переключения передач замыкаются контакты в цепи электроснабжения фонарей заднего хода. Рычаг коробки передач воздействует на шарик, замыкает контакты с выводами 1 контактной пластиной 4.

Реле-прерыватели указателей поворота и аварийной сигнализации

Для формирования прерывистого светового сигнала указателей по­ворота применяют электромагнитные и электронные реле-прерывате­ли. Реле-прерыватели предназначены для работы в режиме маневриро­вания, когда мигают лампы указателей поворота одного борта автомо­биля, и в режиме аварийной сигнализации, при котором мигают лампы указателей поворота двух бортов одновременно.

Реле-прерыватели выполняют следующие функции:

- генерацию импульсов напряжения, подаваемых на лампы указате­лей поворота и боковых повторителей;

- отображение информации, свидетельствующей об отказе в работе любой из сигнальных лампы указателей поворота.

Электромагнитные реле-прерыватели указателей поворота

На гетинаксовом основании 1 (рис.14) электромагнитного преры­вателя РС57 установлен магнитопровод 7 электромагнита с обмот­кой 12. К магнитопроводу прикреплены два якоря 5 и 10 с подвижными контактами, а также изолированные от него и друг от друга неподвиж­ные контакты.

При включенном зажигании в момент включения указателей право­го или левого поворота поступающий на вывод Б реле-прерывателя ток от аккумуляторной батареи проходит через магнитопровод 7 электромагнита, якорь 5, нихромовую струну 3, резистор 4, обмотку 12 и далее с вывода СЛ через переключатель на сигнальные лампы указателей по­ворота соответствующего борта автомобиля.

Контакты 6 в нормально разомкнутом состоянии удерживает стру­на 3, закрепленная в изолирующей стеклянной бусинке. При прохожде­нии тока струна нагревается и удлиняется. Ее натяжение уменьшается. Магнитопровод 7 электромагнита притягивает якорь 5. Контакты 6 за­мыкаются, и ток к сигнальным лампам указателей поворота подводится минуя резистор 4 и струну 3. Лампы горят полным накалом. Выключен­ная из работы струна 3 охлаждается, становится короче и размыкает контакты 6. Далее процесс повторяется. Реле-прерыватель обеспечива­ет проблесковый режим работы лампы с частотой 60—120 циклов за 1 мин.

Вследствие увеличения силы тока в обмотке 12 электромагнита по­сле замыкания контактов 6 к магнитопроводу 7 притягивается якорь 10, подпружиненный плоской пластиной 11, и через замкнутую контакт­ную пару ток поступает в контрольную лампу 13.

В случае перегорания одной из ламп указателей поворота сила тока в обмотке электромагнита уменьшается. Намагничивающей силы элек­тромагнита будет недостаточно для притягивания якоря 10 и замыка­ния контактной пары, поэтому контрольная лампа не загорается. При этом уменьшается также частота мигания исправных ламп указателей поворота. Нарушение регулировки реле-прерывателя происходит вследствие изменения натяжения струны 3, что приводит к изменению частоты ми­гания ламп указателей поворота.

а)

Рис. 1. Электромагнитные реле-прерыватели указателей поворота:

а — РС57; б — РС57В; / — основание; 2 — регулировочный винт; 3 — струна; 4 — рези­стор; 5, 10—якорь; 6— контакты в цепи сигнальных ламп; 7—магнитопровод электро­магнита; 8 — металлическая планка; 9 — контакты в цепи контрольной лампы; 11 — пластина; 12- обмотка электромагнита; 13 – контрольная лампа.

Если струна натянута слишком силь­но, то лампы гореть не будут и, наоборот, если натяжение струны ос­лаблено, то лампы будут гореть с постоянным накалом. Натяжение струны регулируется винтом 2. Для большего натяжения струны и уве­личения частоты мигания ламп винт следует ввертывать. При выверты­вании винта натяжение струны и частота мигания ламп уменьшаются.

В случае обрыва струны 3 контакты 6 прерывателя остаются в замк­нутом состоянии, поэтому при включении указателей поворота их лам­пы горят с постоянным накалом. Перегорание струны 3 или резистора 4 происходит обычно при сильном натяжении струны, повышенном ре­гулируемом напряжении генераторной установки и длительной работе реле-прерывателя.

Нарушение регулировки моментов замыкания контактов 6 и 9 в ре­ле-прерывателе РС57 приводит к несогласованной работе сигнальных и контрольных ламп. Эта несогласованность в работе устраняется под­гибанием металлической планки 8, за счет чего изменяется натяжение пружинящей пластины 11.

Электромагнитные реле-прерыватели достаточно надежны в рабо­те, однако не удовлетворяют современным требованиям, согласно ко­торым в аварийных ситуациях должны одновременно включаться сиг­нальные лампы указателей поворота двух бортов автомобиля. Так как электромагнитные реле-прерыватели чувствительны к нагрузке, одно­временное включение ламп указателей поворота двух бортов вызывает изменение частоты и скважности проблесков по отношению к установ­ленным нормам.

Электромагнитные реле-прерыватели указателей поворота могут вы­звать значительные изменения параметров световых сигналов (напри­мер, частоты мигания ламп) в зависимости от подводимого напряжения, температуры окружающей среды, продолжительности эксплуатации.

Техническое обслуживание систем освещения и световой сигнализации

Неисправности световых приборов. Правила эксплуатации

Система освещения и световой сигнализации исправна, если все световые приборы нормально функционируют, обеспечивая заданные выходные характеристики. Она считается частично исправной, если передает полную информацию об автомобиле другим участникам дви­жения, но водитель не получает необходимой информации.

О частичной неисправности системы свидетельствует увеличение угла наклона фары к дороге или выход из строя (перегорание) лампы в одной из фар дальнего света. В обоих случаях фары не мешают другим участникам дорожного движения, но заставляют водителя автомобиля уменьшить скорость движения для необходимого уровня безопасности.

Система освещения неисправна, когда она не передает участникам дорожного движения весь предусмотренный объем информации.

Неисправности фар являются признаком опасности только при ухудшении допустимого светораспределения. Любая неисправность, изменяющая функциональные свойства обязательного для применения светосигнального прибора, делает автомобиль опасным по отношению к другим участникам дорожного движения.

Основные неисправности в системе освещения и световой сигнали­зации, возможные причины их возникновения и способы устранения приведены в таблице.

Чаще всего выходят из строя (перегорают) лампы. Формально такая неисправность считается незначительной, поэтому некоторые автомо­били эксплуатируют с одним из двух парных световых приборов, что является серьезным нарушением правил дорожного движения.

Два световых прибора одного функционального назначения не дуб­лируют друг друга, а дополняют, обеспечивая необходимые углы види­мости сигнального огня в различных дорожных ситуациях. Обычно лампы перегорают при включении, когда сила тока, протекающего че­рез лампу, может в 8—10 раз превышать номинальное значение.

В процессе эксплуатации эффективность светового прибора снижа­ется из-за уменьшения коэффициента пропускания колб обычных ламп накаливания. Не следует касаться пальцами стеклянной колбы галоген­ной лампы при ее установке в фару. При высокой температуре колбы жировые следы от пальцев вызывают потемнение кварцевого стекла.

Световая отдача лампы уменьшается при увеличении сопротивле­ния переходных контактов в штекерных соединениях, не защищенных от пыли, грязи или влаги. Неисправность в цепях электроснабжения световых приборов определяют по падению напряжения в них, измеряя напряжение в начале и в конце цепи вольтметром. Падение напряжения в электрических цепях фар головного освещения, сигналов торможе­ния и указателей поворота не должно быть выше 0,9 и 0,6 В соответст­венно для 12- и 24-вольтовых систем электрооборудования. В цепи электроснабжения остальных световых приборов падение напряжения должно составлять 0,6 и 0,4 В. При большем падении напряжения необ­ходимо проверить надежность соединений и техническое состояние коммутационной аппаратуры.

Техническое обслуживание световых приборов

При длительной эксплуатации, даже в случае точного выполнения правил технического обслуживания, изменяются оптические свойства рассеивателей. Они подвергаются воздействию твердых частиц и сол­нечных лучей. Относительно мягкие рассеиватели из пластмассовых материалов покрываются микровпадинами и сетью царапин, красители выцветают, у рассеивателя изменяется цвет и увеличивается коэффи­циент пропускания. Рассеиватель может потерять форму при перегре­ве, если лампа большой мощности (21 Вт) длительное время работает во время стоянки автомобиля. При наличии на цветном рассеивателе сколов или трещин сигнал светового прибора воспринимается двух­цветным, белый цвет может подавить основной цвет сигнала, исказить передаваемую информацию и усилить слепящее действие светового прибора. Поврежденные рассеиватели следует заменить.

Не допускается самостоятельная замена рассеивателя круглой фа­ры. Рассеиватели круглых фар строго ориентированы относительно по­садочного места под лампу, что обеспечивается только в заводских ус­ловиях. Поэтому заменяют весь оптический элемент. Решение о замене оптического элемента фары принимают по результатам измерения си­лы света при номинальном напряжении на лампах и правильной их ре­гулировке. Сила света должна быть не менее 85000 кд.

У отражателей световых приборов обычно нарушаются оптические свойства рабочей поверхности ввиду коррозии при недостаточной вен­тиляции. Нельзя протирать рабочую поверхность. Это приводит к обра­зованию царапин и искажению структуры светового пучка. Светораспределение прибора изменяется также при нарушении формы отража­теля, отслоении алюминиевого покрытия на его рабочей поверхности.

Специфично проявляется нарушение контакта светового прибора с массой. В двухфарных системах освещения в фаре, у которой отсутст­вует контакт с корпусом автомобиля, очень слабо светятся нити их лам­пы, так как при включении ближнего света его нить соединяется с кор­пусом через нити дальнего света ламп обеих фар. При этом горит кон­трольная лампа дальнего света. С меньшей световой отдачей будут работать в проблесковом режиме оба задних указателя поворота при нарушении контакта с массой у заднего группированного светового прибора. Причем могут гореть лампы других сигнальных фонарей.

Обрыв в цепях электроснабжения источников света вследствие пе­регорания нитей ламп накаливания или нарушения соединений в сети и коммутационной аппаратуре приводит к внезапным отказам. Такие не­исправности могут быть обнаружены при внешнем осмотре световых приборов. Ухудшение светотехнических характеристик отдельных световых приборов в процессе эксплуатации приводит к постепенному от­казу системы. Неисправности, связанные с постепенным отказом, могут быть обнаружены только специальными измерительными приборами.

Внешний осмотр световых приборов автомобиля необходимо про­водить ежедневно. Он позволяет выявить внезапный отказ светового прибора или его механическое повреждение. При ежедневном техниче­ском обслуживании следует проверять состояние рассеивателей, рабо­ту всех световых приборов в различных положениях выключателей и переключателей света, исправность контрольных ламп. Особое внима­ние нужно обратить на цвет передних и задних фонарей во включенном состоянии, на правильность функционирования сигналов торможения и указателей поворота. Сигналы торможения должны быть красного цвета равной интенсивности. Частоту проблеска указателей поворота можно проверить с помощью наручных часов с секундной стрелкой (10 световых импульсов в течение 5—10 с). Обнаруженная неисправ­ность должна быть немедленно устранена. Эксплуатация автомобиля с неисправным световым прибором, который входит в обязательный комплект не разрешается.

Контроль работоспособности световых приборов, непосредственно влияющих на безопасность движения, целесообразно проводить при выполнении транспортной работы на линии. Исправность фонарей во время движения автомобиля можно оценить по свету, отраженному от объектов дорожной обстановки. Так, правильность функционирования сигналов торможения можно проверить, наблюдая через зеркало задне­го обзора фары стоящего сзади автомобиля. Если при движении авто­мобиля включен ближний свет, а водителю часто сигнализируют о не­обходимости переключения света, то нарушена регулировка фар и не­исправность нужно немедленно устранить.

Неисправности выключателей, переключателей, реле и прерывате­лей тока указателей поворота системы освещения и световой сигнали­зации необходимо определять с помощью контрольных ламп в соответ­ствии со схемами внутренних соединений и коммутации. Зазоры между контактами реле, усилия перемещения рычагов переключателей сво­бодного хода и рабочего перемещения штоков выключателей фонарей заднего хода и мембран выключателей сигналов торможения регулиру­ют в соответствии с техническими условиями на данный коммутацион­ный аппарат.

Основные неисправности системы освещения, световой сигнализации и способы их устранения

Причина неисправности	Способ обнаружения	Способ устранения
Система освещения и световой сигнализации не работает
Обрыв в общей цепи (от амперметра до центрального переключателя)	Проверка надежности соединений и исправности проводов	Соединения зачистить и подтянуть, неисправные провода заменить
Нарушение контакта в переключателе	Проверка исправности переключателя с помощью контрольной лампы	Неисправный переключатель отремонтировать или заменить
Не горят отдельные лампы фар и фонарей
Перегорание предохранителя	Проверка предохранителя	Предохранитель заменить
Перегорание или обрыв нити накала лампы	Осмотр лампы после извлечения ее из светового прибора и определение наличия обрыва или перегорания нити накала	Неисправную лампу заменить
Нарушение контакта в соединительных колодках	Проверка надежности соединений в колодках	Подтянуть соединения в колодках
Нарушение контакта в патроне лампы	Проверка состояния цоколя лампы и деталей патрона после ее вывертывания из патрона	Зачистить окислившийся контакт, подогнуть пружинный контакт патрона
Ненадежное крепление наконечников проводов на выводах	Проверка надежности соединений	Подтянуть крепление наконечников проводов на выводах
Неисправность(окисление контактов, разрегулировка реле) вспомогательного реле включения (если оно имеется)	Проверка исправности вспомогательного реле, измерение напряжения включения реле вольтметром	Зачистить крепление наконечников проводов на выводах
Выход из строя выключателя или переключателя	Проверка исправности  выключателя или переключателя контрольной    лампой	В разобранном выключателе или переключателе зачистить    контакты, по возможности  исправить механизм переключения. Неразборный выключатель или переключатель заменить
Частое перегорание нитей ламп накаливания
Повышенное напряжение генераторной установки	Проверка регулятора  напряжения, как описано          выше	Отрегулировать уровень напряжения генераторной  установки
Повышенная вибрация спирали лампы накаливания вследствие слабого крепления ламп в патроне, оптического элемента в корпусе или светового прибора на автомобиле	Проверка крепления элементов в световом приборе и светового прибора на автомобиле	Надежно закрепить элементы в световом приборе и световой прибор на автомобиле
Мигание света ламп
Плохой контакт в патроне лампы	Проверка технического состояния патрона после извлечения лампы	Подогнуть пружинный контакт в патроне
Обрыв жилы провода и периодический контакт оборванных концов вследствие вибрации	Осмотр провода	Заменить поврежденный участок провода
Плохой контакт провода в местах соединений	Проверка надежности соединений штекерных колодок и проводов	Обеспечить надежное соединение проводов в штекерных колодках
Периодическое замыкание на «массу» в цепи электроснабжения световых приборов	Проверка изоляции проводов	Заменить поврежденные участки провода. Закрепить провод, замыкающий на «массу»
Не переключается ближний и дальний свет фар головного освещения
Окисление контактов переключателя света фар	Проверка переключателя контрольной лампой	Разобрать неисправный переключатель и зачистить контакты
Не включается сигнал торможения
Выход из строя выключателя сигнала торможения	Проверка выключателя сигнала торможения контрольной лампой	Неисправный выключатель заменить
Отсоединение провода от выключателя сигнала торможения	Проверка соединения провода с выводом выключателя	Присоединить провод
Сигнал торможения не выключается
Неправильно отрегулирован выключатель сигнала торможения	Проверка выключателя с помощью контрольной лампы	Разрегулированный выключатель отрегулировать, неисправный заменить
Лампы указателей поворота горят без мигания
Спекание контактов исполнительного реле прерывателя	Проверка исполнительного реле прерывателя контрольной лампой	Снять реле прерывателя, разомкнуть и зачистить контакты, отрегулировать зазор между контактами
Не работают указатели поворота в режиме как маневрирования автомобиля, так и аварийной сигнализации
Перегорание предохранителей в цепях указателей поворота	Проверка предохранителя	Проверить правильность монтажа проводов, устранить повреждения или заменить провода и предохранители
Плохой контакт в штекерных колодках прерывателя указателей поворота или  выключателя аварийной  сигнализации	Проверка надежности соединений	Обеспечить надежное соединение штекерных соединений
Вышел из строя  выключатель аварийной сигнализации	Проверка выключателя контрольной лампой	По возможности разобрать и отремонтировать выключатель, при необходимости заменить его
Не работает контрольная лампа указателей поворота
Перегорание лампы в одном  из указателей поворота	Разборка указателя поворота и проверка целостности спирали в лампе	Неисправную лампу заменить
Не фиксируются рычаги переключателей указателей поворота и света фар
Разрушение гнезд фиксаторов рычага	Оценка технического состояния механизма переключения после снятия переключателя с автомобиля	Неисправный переключатель заменить
Выскакивание шарика фиксатора	Разборка переключателя после снятия со штатного места	Устранить неисправность фиксатора и установить шарик фиксатора на место
Указатели поворота не выключаются автоматически после завершения маневрирования
Сильный износ или разрушение механизма, обеспечивающего возвращение рычага переключателя указателей поворота в нейтральное положение	Проверка механизма возвращения рычага переключателя в нейтральное положение после снятия переключателя	Неисправный переключатель заменить
Рычаги переключателей указателей поворота и света фар не перемещаются
Заедание шариков фиксаторов рычага, сектора возврата рычага переключателя	Проверка работы механизма фиксации рычага переключателя после его снятия	По возможности устранить заедание шарика, при необходимости заменить
Фары плохо освещают дорогу
Нарушение регулировки фар	Проверка регулировки фар	Отрегулировать фары
Повреждение или потускнение отражателя	Проверка состояния отражателя осмотром	Заменить оптический элемент фары
Загрязнение рассеивателя	Проверка состояния рассеивателя	Очистить рассеиватель
Затемнение колбы лампы	Проверка наличия затемнения колбы после ее извлечения из узла крепления	Лампу с затемненной колбой заменить. Перед установкой в фару колбу галогенной лампы рекомендуется протереть спиртом