Да будет свет! Из темноты в будущее автомобильного освещения.
Автомобильное освещение в настоящий момент находится в стадии эволюционной трансформации. Все автомобильные компании в ближайшем будущем планируют улучшать качество дорожного освещения своей продукции. Дело в том, что уже со следующего года такие организации как NHTSA и IIHS (независимые организации, которые проводят тестирование новых автомобилей на безопасность) будут выставлять итоговые рейтинги безопасности с учетом качества дорожного освещения. Что же нас ждет в ближайшем будущем? Как изменятся технологии в области головной оптики автомобилей? Давайте немного приоткроем завесу будущего автомобильной промышленности.
Напомним, что недавно Страховой институт безопасности дорожного движения США (IIHS) провел ряд тестов головной оптики популярных кроссоверов. В результате выяснилось, что большинство новых современных автомобилей оснащаются не эффективными передними фарами, которые не идеально освещают дорогу, а также способны навредить встречному потоку машин. В итоге IIHS приняла решение с 2017 года ввести в свой регламент проверки автомобилей на безопасность обязательный тест на качество головной оптики. Так что теперь чтобы автомобилю получить высшую награду IIHS придется успешно пройти не только краш-тесты, но и тест на качество передний оптики.
Как видите к головной оптике в настоящее время направлено максимальное внимание, поскольку качество освещения дороги напрямую влияет на безопасность на дороге. Поэтому многие автомобильные компании в настоящий момент ведут активные разработки по созданию головной оптики будущего.
Давайте узнаем, как может измениться передняя оптика новых автомобилей в ближайшем будущем. Для этого оценим шансы той или иной технологии, которые в настоящий момент применяются в автопромышленности.
Галоген
Несмотря на то, что ксеноновые фары в несколько раз эффективнее обычной галогенной оптики, галогеновые фары по-прежнему самые распространенные в автопромышленности.
Напомним, что в ксеноновых лампах нет нити накаливания. Лампа дает свет за счет горения газа. В итоге ксеноновая лампа выдает более яркий и мощный свет, а также потребляет значительно меньше электроэнергии, чем обычная галогеновая лампочка.
Но, тем не менее, чаще всего ксеноновые фары устанавливаются на премиальные автомобили или топовые комплектации более дешевых моделей.
Удивительно, но с момента появления ксеноновых ламп, прошло уже более 20 лет, с тех пор, когда их впервые представила компания БМВ на модели Е32 (7-серии). Также в 1996 году ксеноновые фары появились на Lincoln Mark VIII, который стал первым Американским автомобилем с ксеноновой оптикой.
Почему же автопроизводители не хотят отказываться от обычных галогеновых фар, несмотря на явное преимущество ксеноновой оптики?
Дело в том, что себестоимость галогеновых фар намного меньше ксеноновой оптики. Также эффективность галогеновых фар также не оспорима.
Например, рыночная стоимость обычных галогеновых автомобильных ламп составляет в среднем от 100 до 500 рублей, когда как ксеноновые лампы стоят в среднем от 2 тыс. рублей.
Современные галогеновые лампы производятся в условиях жестких условий допуска. Например, на заводе Osram малейшие отклонения в процессе производства ламп, приводят к полной отбраковки всей партии продукции.
15 лет назад часть подобной партии пошла бы в продажу.
Популярность галогеновых ламп также связана с тем, что для их работы не требуется дополнительных преобразователей тока и т.п. Галогеновая оптика работает напрямую от аккумулятора, когда как ксеноновые фары используют специальные блоки розжига и преобразователи переменного тока.
Тем не менее, галогеновые лампы, также как и ксеноновые обречены на полное исчезновение из автопромышленности. Уже в недалеком будущем эти лампы будут восприниматься точно так же, как сейчас воспринимаются античные лампы, заполненные ацетиленом. Просто сегодня еще не пришло время к новым технологиям. Но судя по прогрессу в автопромышленности, совсем скоро передняя оптика автомобилей изменится до неузнаваемости.
Светодиоды
По аналитики компании Osram Sylvania в течение ближайших 4-х лет во всем мире 20 процентов новых автомобилей будут оснащены светодиодными фарами. Например, уже сегодня даже не дорогие автомобили начали оснащаться светодиодами в качестве габаритного света. Но уже скоро даже эконом-автомобили получат светодиодную переднюю оптику.
Светодиоды будут играть роль в снижении потребления топлива. Это главная цель автопромышленности сделать все автомобили более экономичными.
В самом деле, светодиоды реально могут снизить количество потребляемого автомобилем топлива. Например, светодиодная автомобильная лампа ближнего света потребляет всего от 15 до 18 Вт мощности, когда как галогеновая лампа потребляет от 55 до 65 Вт. Ксеноновая лампа в среднем потребляет больше 42 Вт. Так что как видите преимущество светодиодов для энергосбережения очевидно.
Кроме того, светодиодные лампы дают максимальный свет с момента включения всего за одну миллисекунду. Например, обычная лампа накаливания выдает полную мощность и яркость в 250 раз медленнее. В итоге использование светодиодов очень выгодно в задней оптике.
Также светодиоды ярче. Светодиодные лампы имеют яркость в 3000 люменов, когда как галогеновые лампы выдают яркость в среднем 800 люменов.
В том числе температура цвета светодиодных автомобильных ламп ближе к естественному солнечному свету.
Светодиоды выдают световую гамму в 5500 Кельвинов, когда как ксеноновые лампы в среднем выдают гамму в 4500 Кельвинов. Галогеновые лампы не могут дать теплоту светового потока схожего с дневным солнечным светом, так как температуру света таких ламп не превышает 2500-3000 Кельвинов.
Почему же тогда светодиодные фары не вытеснили с рынка традиционную галогенную и более дорогую ксеноновую оптику?
Дело в том, что самый большой недостаток светодиодов это стоимость производства светодиодной оптики. Но в будущем, несомненно, производство светодиодов станет намного дешевле и возможно сравняется по себестоимости с галогеновой оптикой. Тогда, безусловно, светодиодная головная оптика полностью вытеснит с рынка традиционное автомобильное освещение.
Сегодня многие автомобильные компании начали инвестировать огромные средства в разработку современных светодиодных фар. В итоге на рынке появились автомобили с полностью светодиодной головной оптикой. Правда, технология светодиодного дорожного освещения у всех компаний своя. Например, Тойота развивает технологию проектора на основе светодиодов. Ауди и Акура создали передние фары, которые имеют множество светодиодов выставленных в один ряд и создающие единый пучок света. Компания Лексус, используя примерно ту же технологию, установила светодиоды в треугольник. Компания Форд создала блоки из светодиодов, напоминающие кубики льда.
Но, несмотря на бурное развитие светодиодной головной оптики, в ближайшем будущем эта технология вряд вытеснит с рынка галогеновые фары. Дело в том, что для производства светодиодного головного освещения, требуется специальная электронная печатная плата, которая содержит более 130 различных компонентов, начиная от алюминиевых элементов, и заканчивая дорогостоящими отражателями.
В том числе в процессе производства светодиодов и светодиодных фар требуется стерильное производство, с дорогостоящим оборудованием, которое следить за влажностью в помещении и имеет антистатическую защиту. Также процесс производства светодиодов в несколько раз медленнее, чем необходимо для производства галогеновых ламп.
В итоге себестоимость светодиодов пока что очень дорогая, связанная с большими затратами на единицу продукции.
Например на заводе Osram в течении года при 24 часовой смене производится около 100 млн. галогеновых ламп. К сожалению, за этот же срок завод может произвести только столько светодиодов, которых хватит только для 130 000 светодиодных фар Forf F-150.
Так что для того чтобы уменьшить себестоимость все автопроизводители должны в первую очередь стандартизировать все компоненты светодиодного освещения. Только после появления единого стандарта производства светодиодного головного освещения начнется этап снижения себестоимости.
Светодиодные матрицы
Светодиодные матричные фары, которые имеют активное освещение (могут освещать встречную полосу движения, но не ослеплять водителей) имеют ряд преимуществ перед обычной светодиодной головной оптикой.
Впервые подобная оптика появилась на Ауди А8. Так матричные фары Ауди имеют 1024 отдельных светодиода на одной плате (на одном чипе) создавая, по сути, подобие экранных пикселей. В сочетании с умным программным обеспечением и чувствительных инфракрасных камер матричные светодиодные фары имеют высокую четкость и разрешение. Также благодаря умному управлению электроника позволяет активировать только те светодиоды, которые в настоящий момент обеспечат максимальную видимость на дороге, не ослепляя встречных водителей и пешеходов.
Например, благодаря матричным светодиодам, обочина дорога будет полностью освещена, когда как лицо идущего на встречу пешехода будет затемнено. То же самое касается и водителей встречных автомобилей.
Конечно, эта технология массово пока не будет применяться в ближайшие годы в автопромышленности, так как себестоимость этой технологии оставляет желать лучшего. Но в будущем, когда производство светодиодных фар станет намного дешевле, есть вероятность что матричная передняя оптика займет свое доминирующее положение на рынке.
Лазер
Лазерные фары могут стать следующим шагом в развитии автомобильной передней оптики. Уже сегодня, подобное головное освещение используется на гиперкарах BMW i8.
В качестве освещения в этой машине используется три лазерных диода Osram.
Как работают лазерные фары?
Технология основана на оптических эффектах преобразования света. Так синий луч светодиодных лазеров проходит через керамический люминофор. В результате свет преобразуется в один белый мощный пучок, который проецируется на дорогу в довольно широком размахе. Так дальность пучка света составляет около 600 метров. Также лазерные фары дают в 10 раз больше яркости, чем светодиодные лампы (количество яркости на 1 квадратный метр в несколько раз превышает все существующие автомобильные фары в мире).
В настоящий момент в одной фаре используется три светодиодных лазера. Но уже в следующем году компания БМВ представит новую головную оптику, которая будет иметь всего один лазер для создания пучка света, что уменьшит себестоимость лазерной оптики на 1/3.
Применяя на автомашине лазерные фары, производитель позволяет разработчикам, конструкторам, дизайнерам и инженерам проявлять больше гибкости для разработок новых технологий в области дорожного освещения. Например, оснастив i8 лазерной оптикой, инженеры БМВ создали технологию Dynamic Light Spot Laser для безопасного освещения пешеходов. Кстати подобная технология уже применяется на не лазерных фарах в противотуманных фарах некоторых моделей БМВ.
Будущее автомобильной оптики
В будущем возможно автопроизводители будут создавать гибридную переднюю автомобильную оптику, которая будет использовать, как светодиодные матричные фары, так и лазерные технологии. К сожалению, высокая стоимость технологий и различные нормы безопасности в ряде развитых стран не позволят лазерной оптики вытеснить другие системы автомобильного освещения с рынка в ближайшие годы.
Так что, на ближайшие 5-10 лет не стоит ждать повсеместного распространения не только лазерных фар, но и других более дешевых технологий на основе светодиодных ламп.
Скорее всего, до 2030 года большинство современных автомобилей будут по-прежнему оснащаться галогеновыми и ксеноновыми лампами, за исключением задней оптики, которая распространяется быстрыми темпами в автопромышленности.
Свежие комментарии