Безопасная работа на автотранспорте, будь это трактор, автомобиль или комбайн невозможна без приборов освещения и сигнализации. В ночное время и в темное время суток необходимо освещать путь движения, кабину, щиток приборов, обозначать габаритные размеры машины. К приборам освещения относятся фары, фонари, подфарники, лампы освещения приборов, кабины, номерного знака и их выключатели.
Все автомобили и другие транспортные средства, предназначенные для передвижения по дорогам, должны быть оборудованы фарами дальнего и ближнего света.
В 1958 г. была организована Европейская Экономическая Комиссия при Организации Объединенных Наций (ЕЭК ООН) во главе с Комитетом по внутреннему транспорту для разработки единых требований на осветительные и светосигнальные приборы. ЕЭК ООН приняла и утвердила ряд правил, содержащих требования к автомобильным фарам, лампам накаливания для фар и фонарей, световозвращателям, светосигнальным фонарям, галогенным автомобильным лампам. Так, например, Правила № 1 содержат единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автомобильных фар с асимметричным ближним и дальним светом или с тем и другим из них.
В соответствии с требованиями ГОСТ 8769 - 75 фары ближнего и дальнего света должны быть установлены на автомобиле на определенных расстояниях от поверхности дорожного полотна и наружного края транспортного средства.
Современные системы освещения можно разделить:
1. по светораспределению - на европейскую и американскую;
2. по способу реализации светораспределения - на двух и четырехфарную;
3. по форме оптических элементов - с круглыми и прямоугольными.
Европейская и американская системы освещения различны как нормам на светораспределение, так и по принципам его формирования. Это различие обусловлено, главным образом, особенностями организации движения, качеством дорог и др.
Оптический элемент фар с европейской системой светораспределения состоит из отражателя, имеющего угол охвата 2φmax > 180°, источника света с нитью накала дальнего и ближнего света и стеклянного рассеивателя, на поверхности которого опрессованы призмы и линзы.
Лампа накаливания имеет две нити: нить дальнего света, обычно размещенную в фокусе отражателя, и нить ближнего света, смещенную относительно фокуса вперед по оптической оси. При такой расфокусировке отраженный световой пучок разделяется на две части. Первая часть светового пучка, отраженная верхней полусферой, направлена вниз относительно оптической оси фары (рис, 1), а вторая часть светового потока, отраженная нижней полусферой отражателя - вверх относительно оптической оси фары, т. е. в сторону расположения глаз водителя встречного транспорта.
Рис. 1. Ход лучей в оптической системе фар с европейской системой свето-распределения при работе нити накала:
а - дальнего света; б - ближнего света
Для того чтобы предотвратить ослепление водителей встречных автомобилей этим потоком, в лампе под нитью ближнего света размещен непрозрачный экран, который исключает попадание световых лучей от нити накала на нижнюю полусферу отражателя. Вследствие наличия экрана у светового пятна четко различается светотеневая граница. При этом траектория движения глаз водителя встречного транспорта проходит в теневой зоне, освещенность в которой соответствует требованиям международных норм.
Рис. 2. Светораспределение режима ближнего света фар европейской (б) систем освещения
Максимальная освещенность в теневой зоне не должна превышать 440 кд, а в точке (B50L), соответствующей положению глаз водителей встречного транспорта, находящегося на удалении 50 м, ограничена до 200 кд. В результате создания такого пучка ближнего света значительно уменьшается ослепленность водителей при встречном разъезде, однако и освещение проезжей части сокращается при этом до 50 м.
Для увеличения освещенности правой стороны проезжей части дороги и правой обочины (для правостороннего движения) экран в лампе делают несимметричным. Наклон левого бортика экрана под углом 15° (рис. 3) позволяет увеличить активную поверхность отражателя.
Рис. 3. Европейская лампа с цоколем P45t
Отраженный от этой поверхности отражателя световой пучок увеличивает освещенность проезжей части дороги и правой обочины на расстояние до 75 м.
Фары с американской системой светораспределения (рис.4) имеют светотехническую систему, состоящую из параболического отражателя с углом охвата 2φmax > 180°, нити дальнего света (обычно дугообразной формы), расположенной в фокусе отражателя, и нити ближнего света (цилиндрической формы), распоженной поперек оптической оси и расфокусированной вверх и вправо (если смотреть на оптический элемент со стороны светового отверстия),а также стеклянного рассеивателя, на внутренней поверхности которого спрессованы микроэлементы.
Рис. 4. Ход лучей в оптической системе фар с американской системой светораспределения при включении нити:
а - дальнего света; б - ближнего света
При подобной расфокусировке нити накала отраженный световой пучок разделяется на две основные части. Одна часть пучка, отраженная от поверхности в вершине отражателя (до фокальной плоскости), направлена вправо и вниз относительно оптической оси фары. Вторая часть пучка, отраженная поверхностью отражателя, расположенной от фокальной плоскости в сторону светового отверстия, направлена вверх и влево, т. е. проходит в зону расположения глаз водителя встречного транспорта. Раздвоение светового пучка и увеличение угла рассеяния вызывает необходимость разработки сложной системы микроэлементов рассеивателя, которые предназначены для перераспределения второй части светового пучка в сторону проезжей части дороги.
В качестве источника света в фарах с американской системой светораспределения использованы лампы с фокусирующим цоколем 2Ф - Д42 или 2Ф - Д30.
Цифра 2 указывает число контактов цоколя,
цифры 42 и 30 - номинальный наружный диаметр фланца,
буква Ф - фокусирующий цоколь,
буква Д - дисковый.
Установка противотуманных фар на автомобилях позволяет повысить безопасность движения в условиях тумана, увеличить дальность видимости и почти вдвое повысить скорость движения.
Для образования противотуманного пучка света необходимо выполнить следующие требования:
1. для уменьшения рассеивающего действия туманной среды на световой поток путь световых лучей должен быть уменьшен по сравнению с длиной пути световых лучей от основных фар. Для этого противотуманная фара должна быть расположена на автомобиле ниже основных фар;
2. угол рассеяния светового потока в вертикальной плоскости должен быть уменьшен, а в горизонтальной — увеличен. Это достигают выполнением на поверхности рассеивателя микроэлементов.
3. все световые лучи, исходящие от лампы накаливания в направлении, пересекающем линию зрения водителя, должны быть экранированы.
Конструктивно противотуманные фары выполняют с прямоугольным и круглым световым отверстием. На автомобиле их встраивают в кузов или крепят с помощью кронштейна к буферу.
Противотуманная фара по освещенности точек контрольно-измерительного экрана должна соответствовать требованиям Правил № 19 ЕЭК ООН.
Фара служит для освещения участка пути, находящегося впереди движущейся машины.
Рис.5. Фара:
1 - отражатель, 2 - лампа, 3 - стекло, 4-регулировочный винт, 5 - корпус,
6 - патрон, 7- провода, 8 - ободок
Фара (рис. 5) состоит из корпуса 5, отражателя 1, рассеивающего стекла 3, ободка 8, токоподводящих проводов 7 и патрона 6 с лампой 2. Рассеивающее стекло, отражатель и лампа образуют оптический элемент, который соединен с ободком пружинными защелками, а ободок - с корпусом соединительным винтом. Оптический элемент, кроме того, прикреплен к основному корпусу фары пружинами и регулировочными винтами 4.
Отражатель направляет световой пучок и отражает свет. Внутренняя поверхность отражателя отполирована, покрыта лаком и тонким слоем алюминия или хрома. Рассеивающее стекло необходимо для уменьшения ослепляющего действия светового пучка, поэтому оно имеет снаружи выпуклую форму, а с внутренней стороны - светопреломляющие выступы. Выступы расположены так, чтобы получающееся световое пятно было эллипсовидной формы и направлено вниз. Для правильной установки на стекле отлито обозначение «Верх».
К отражателю приклепан патрон лампы с тремя Г-образными вырезами, в которые входят выступы карболитовой крышки. Внутри крышки предусмотрено отверстие для токоподводящего провода. Пучок света в фарах можно регулировать винтом 4, изменяющим положение оптического элемента, или поворотом фары на сферическом шарнире.
Источником света в приборах освещения служит электрическая лампа, состоящая из металлического цоколя, контактов, стеклянного баллона и вольфрамовых нитей накаливания.
Лампы (рис. 6) могут быть одноконтактные и двухконтактные. Внутри стеклянного баллона одноконтактной лампы помещена нить накаливания один конец, которой припаян к цоколю («масса»), а другой выведен к изолированному контакту на торце цоколя Двухконтактная лампа имеет две нити, одни концы которых выведены к двум изолированным контактам на торце цоколя, другие припаяны к цоколю. Применяют также двухконтактные лампы с экраном, который в сочетании с рассеивающим стеклом обеспечивает смещение пучка света вправо и вниз, что уменьшает ослепляемость водителей встречных машин.
Рис 6. Лампы:
а - двухконтактная; б - двухконтактная с экраном, в -одноконтактная;
1 - нити накаливания, 2 - стеклянный баллон, 3 - фланец крепления, 4 - экран, 5 - цоколь.
Рис 7 Подфарник (а) и задний фонарь (6):
1 - зажим, 2 - патрон, 3 - корпус, 4 - лампа, 5-резиновая прокладка, 6 - рассеиватель,
7 - ободок, 8 - изолятор патрона, 9 - лампа стоп-сигнала и указателя поворота,
10 - лампа габаритного света и освещения номерного знака.
В зависимости от наполнения баллона различают пустотные и газонаполненные лампы. Лампы силой света от 3 кд и выше выпускают только газонаполненными. В качестве наполнителей применяют инертные газы (аргон, ксенон, криптон) или их смеси (обычно 96% аргона и 4% азота). В фарах преимущественно устанавливают двухнитевые (двухконтактные) лампы для дальнего и ближнего света. В фарах грузовых автомобилей нить дальнего света обычно создает световой пучок силой 50 кд, а ближнего - 40 кд, в современных тракторах и комбайнах - соответственно 50 и 21 кд.
Габаритные фонари служат для светового обозначения габаритных размеров машины в условиях плохой видимости и для подачи светового сигнала перед поворотом. Свет габаритных фонарей должен быть виден на расстоянии не менее 100м.
Передний габаритный фонарь, или подфарник (рис. 3, а), состоит из корпуса 3, рассеивателя 6, ободка 7, двухнитевой лампы 4 с патроном и токоподводящего провода. Двухнитевая лампа имеет нить, вырабатывающую свет силой 21 кд, которая служит для подачи светового сигнала перед поворотом, и нить, вырабатывающую свет силой 6 кд, - для габаритного освещения. Для замены лампы в подфарнике достаточно вывернуть соединительный винт и снять рассеиватель.
Задний габаритный фонарь (рис. 3,б) используют как задний указатель поворота. Он состоит из корпуса, рассеивателя, ободка и двух патронов с лампами. Корпус фонаря разделен перегородкой на две части. В нижней части фонаря установлена лампа 10 силой света 3 кд Она служит для обозначения габаритов машины ночью при стоянках и движении, а также для освещения номерного знака. В верхней части фонаря установлена лампа силой света 21 кд. Она загорается при нажатии на педаль тормоза и служит для предупреждения водителей сзади идущего транспорта о торможении (свет «Стоп»), а также используется для указания направления поворота машины. Фонари имеют рассеиватель 6 рубинового цвета, который одновременно служит отражателем света.
Указатель поворотов (рис. 4, а) предназначен для предупреждения о предстоящем маневре трактора или автомобиля. В него входят сигнальные лампочки, переключатель и прерыватель (реле). Наибольшее распространение получил электромагнитный прерыватель тока. Прерыватель (рис. 4, б) состоит из сердечника 3 с обмоткой, двух якорьков, двух пар серебряных контактов 1, нихромовой струны 4 и резистора 7. Левый якорек 5 с контактами замыкает и размыкает цепь сигнальных ламп, а правый дополнительный якорек 2 с контактами подает сигнал на контрольную лампу, расположенную на щитке приборов.
Рис 4. Снеговой указатель поворотов:
1 - контакты, 2 - дополнительный якорек, 3 - сердечник, 4 - струна, 5 - якорек,
6 - обмотка, 7 - резистор, 8 - включатель зажигания, 9 - контрольная лампа,
10 - переключатель, 11 - сигнальная лампа.
Соответствующая сигнальная лампа в подфарнике и заднем фонаре включается переключателем, размещенным на рулевой колонке. При включении указателя поворота переключателем замыкается цепь сигнальных ламп 11. Ток поступает от источника тока через левый якорек 5, нихромовую струну, резистор и обмотку якоря на сигнальные лампы. Контакты при этом разомкнуты. Поскольку ток проходит через резистор и струну, нити накала сигнальных ламп горят неполным светом.
При прохождении тока по нихромовой струне 4 последняя нагревается и длина ее увеличивается. Это дает возможность магнитному полю сердечника притянуть левый якорь к сердечнику и замкнуть контакты. При замкнутых контактах ток в цепи контрольных ламп проходит от источника тока через левый якорек и обмотку сердечника, минуя резистор и струну. Нити ламп при выключенном из цепи резисторе горят полным (ярким) светом. Обесточенная струна 4, охлаждаясь, укорачивается и размыкает контакты. При этом накал нити контрольных ламп уменьшится. Пока включен указатель поворота, контакты будут замыкаться и размыкаться, а следовательно, и лампы мигать 70-100 раз в 1 мин. Одновременно с основным якорьком магнитное поле сердечника 3 притягивает к себе дополнительный якорек 2, который через дополнительные контакты включает в цепь контрольную лампу 9 указателей поворота. После размыкания левых контактов сила тока в обмотке сердечника уменьшается и правые контакты размыкаются.
Рис. 5. Звуковой сигнал:
а - устройство, б - схема работы;
1 - корпус, 2 - конденсатор, 3 - сердечник электромагнита, 4 - обмотка электромагнита,
5-регулировочный винт, 6 - прерыватель, 7 - якорь, 8 - мембрана, 9 -резонатор,
10 - центральный винт, 11-кнопка сигнала.
Звуковой сигнал (рис. 5) - электромагнитный, вибрационного типа. Он состоит из корпуса Ш-образного сердечника с обмоткой 4 (электромагнита), стальной мембраны 8, якоря 7 и прерывателя 6. Обмотка электромагнита соединена в электрическую цепь с аккумуляторной батареей через кнопку, расположенную на рулевом колесе. В неработающем сигнале контакты прерывателя сомкнуты. Параллельно контактам прерывателя установлен конденсатор 2, предупреждающий их подгорание.
Нажимая на кнопку 11 сигнала, замыкают цепь. Электрический ток, проходя по обмотке, намагничивает сердечник 3, который притягивает якорь 7. Перемещение якоря вызывает размыкание контактов прерывателя. Ток перестает поступать в обмотку сердечника. Сердечник размагничивается, а якорь под действием упругой мембраны 8 занимает прежнее положение. Затем контакты снова смыкаются, и ток идет по обмотке сердечника. Пока нажата кнопка сигнала, контакты размыкаются и замыкаются, а мембрана колеблется, издавая звук. Тон звука изменяют регулировочным винтом 5, расположенным на корпусе сигнала.
Неисправности приборов освещения и сигнализации.
Основные неисправности, возникающие в фарах, - это слабый накал ламп или его отсутствие. Отсутствие накала возможно в результате обрыва в цепи, перегорания нитей в лампе. Загрязнения поверхности отражателя и ослабления контактных соединений могут быть причинами недостаточного света.
Неисправностью указателя поворотов является отсутствие мигающего света в результате обрыва струны или приваривания контактов. Неисправный указатель поворотов заменяют.
Характерные неисправности сигнализаторов: отсутствие света в сигнальных лампах и звука в звуковом сигнале, замыкание проводов на «массу».
Поделиться с друзьями: