OSRAM – производитель света № 1. Статья вторая. Начало в № 11/2017
Любого автовладельца, безусловно, интересует качество света, испускаемого фарами его автомобиля. Ведь речь идет о его личной безопасности, безопасности пассажиров его машины и сохранности транспортного средства. Качество светового потока как обобщенное определение можно разложить на составляющие. Что влияет на качество светового потока, КПД и чем достигается его высокое качество – об этом наша сегодняшняя статья.
Качество лампы, как и любой другой запасной части автомобиля, должно соответствовать определенным нормам. А такие запчасти, как, например, источники света, которые напрямую влияют на безопасность транспортного средства, регламентируются отдельными нормативами – правовыми актами, которые разрабатывает Европейская экономическая комиссия ООН. Мы, как Российская Федерация, в ООН входим, все нормы разделяем полностью и у себя дома применяем те же самые нормы, которые работают в Европе.
Вернемся к автомобильной лампе. Прежде всего, она должна создать необходимый световой поток. При этом – обеспечивать срок службы, указанный в технической документации. Хорошая лампа любой конструкции должна соответствовать этим условиям – чего никак нельзя сказать о значительной группе изделий на рынке, не соответствующих этим требованиям.
Они (подобные изделия), как правило, значительно дешевле ламп от известных производителей, занимающихся производством автомобильных источников света десятилетиями и являющихся лидерами на мировом рынке. К слову сказать: известное всем предприятие OSRАM запустило свою первую линию производства электрических ламп более века назад, если точнее, то в 1905 году. Трудно даже представить себе весь объем знаний и опыта, накопленных компанией за прошедшее время. Менялись конструкции ламп, материалы, технологии, маркетинг и продвижение продукции на рынки, а бренд OSRАM всегда был впереди.
А где и кем производятся лампы автомобильного света от неизвестных производителей – это тайна, покрытая мраком. С большой долей вероятности можно предположить, что изготавливаются эти образцы осветительной техники с использованием некачественных материалов, на неизвестном оборудовании и в кустарных условиях на мелких заводиках со всеми вытекающими… Лабораторные и натурные исследования таких изделий показывают существенное отставание в качестве света таких ламп.
О причинах подобного явления журнал писал в прошлой статье (№ 11/2017, «Производитель света № 1. Статья первая»). Повторим основные причины, влияющие на потерю качества светового потока, излучаемого фарой.
1. Плохое качество газа (галогена), который нарушает «галогенный цикл». При этом молекула вольфрама не возвращается на нить накаливания, а осаждается на стенке колбы, тем самым существенно понижая ее прозрачность. Свет с трудом «пробивает» замутненные стенки колбы, и это отражается понижением плотности светового потока на дороге. А ведь водитель этот процесс проконтролировать никак не может.
2. Некачественная нить накаливания. Чистота металла (вольфрама), из которого нить производится, непосредственно влияет на яркость и срок службы лампы.
3. Правильность расположения нити накаливания в колбе лампы относительно отражателя фары влияет на светораспределение света на дороге.
Хорошая лампа соответствует всем стандартам и обеспечивает качественный световой поток на протяжении всего срока службы. Европейская экономическая комиссия имеет ЕСЕ-стандарты, которые применимы и к автомобильной лампе. Если данный образец соответствует определенному стандарту ЕСЕ, то он может быть установлен на автомобиль, ездящий по дорогам общего пользования.
Автомобиль, съезжающий с конвейера автозавода, априори оснащается лампами, прошедшими контроль ЕСЕ. Этому же стандарту должны соответствовать лампы, которые автовладелец устанавливает в случае, если прежние перегорают или перестают удовлетворять водителя качеством светового потока.
Между тем на рынке присутствуют и лампы, не удовлетворяющие требованиям ЕСЕ. Это так называемые лампы «оff road». Подробнее о них будем говорить позже. Такие лампы легально продаются в магазинах автозапчастей, но, в силу тех или иных причин не соответствуя нормам ЕСЕ, они не могут использоваться на дорогах общего пользования. В местах же, где дороги общего пользования отсутствуют: в лесу, на рыбалке, в гористой местности, на ралли и т. д. – применять такие лампы можно.
Стандартов, которые применяются к лампе, – большое количество. Выше говорилось о стандартах по световому потоку. Существуют нормы по потребляемой мощности, которая не может превышать определенного значения; по геометрическим и иным параметрам, так как все производители должны изготавливать одинаковые стандартные запчасти. Возьмем, например, лампу Н4. Этот тип лампы соответствует нормам Европейской комиссии.
Согласно этому типу, лампа должна быть только такой и никакой другой. Она не может быть другого размера, ее посадочные размеры должны быть именно такими; положение нити накала в лампе должно находиться там, где нужно, и нигде более; электрическое сопротивление лампы должно соответствовать единому стандарту; общий световой поток в общем размере для ближнего света должен быть не более 1000 лм. И все это – определенные НОРМЫ!
При всей важности параметра «световой поток» норма для него весьма простая и заключается в стабильности светового потока по крайней мере на протяжении всего срока службы лампы. Речь идет не о методах повышения светового потока, не о продлении жизни нити накаливания или возможностях понижения вибрации лампы. Производителю нужно лишь обеспечить стандартное стабильное качество светового потока – не более того!
Смешно сказать, но находятся такие производители автомобильных ламп, которые не способны обеспечить этот основной стандарт. Где они производят свои изделия, как и из чего – неведомо. Может быть, на коленках? А ведь речь идет о буквальной безопасности людей! Известные производители автомобильных ламп (их совсем немного), среди которых лидирующее место занимает OSRАM, это хорошо понимают. А вот обширная группа неизвестных изготовителей недорогих «лампочек» часто выводит на рынок лампы, банально не соответствующие мировым стандартам по качеству светового потока.
А как вообще лампа «работает» на дороге? У нее (лампы) две задачи. Хорошая лампа от известных производителей легко справляется с ними. С одной стороны, она обеспечивает водителя светом на дороге, с другой – формирует световой поток так, чтобы не слепить водителя встречного автомобиля.
Это можно легко увидеть на фото ночной дороги, по которой движется автомобиль с включенными фарами, оснащенными лампами, соответствующими стандартам ЕСЕ. Испускаемый такими источниками света световой поток – плотный, яркий и однородный. Среди автовладельцев давно укоренилось мнение, что автомобильная лампа – очень простое изделие. Поэтому многие к ее выбору относятся весьма безответственно (и это при том, что люди сегодня к собственному здоровью относятся гораздо внимательнее, чем раньше). Почему? В основном по незнанию. А инструментов для оценки качества автомобильной лампочки у водителя практически нет.
Если, например, взять два образца ламп (от известного производителя и неизвестно от кого, но с продукцией, заведомо несоответствующей стандартам ЕСЕ), подать на лампы напряжение 13,2 В и постараться сравнить свет, излучаемый обоими образцами, то различия, скорее всего, не обнаружатся совсем. А вот вставленные в фару автомобиля оба образца будут создавать на дорожном полотне разную картину освещенности. Эту разницу легко можно заметить. Магия? Нет – исследования, качество комплектующих, технология, контроль, точность при производстве, автоматизированное производство, опыт и другие ресурсы известного производителя позволяют делать то, что не в состоянии обеспечить мелкий неизвестный производитель автомобильной лампочки.
Рассмотрим «простую» запчасть – автомобильную лампу – повнимательнее. Выше уже говорилось, что качество этого изделия сильно зависит от многих факторов. Один из них – конструкция. При смещении даже на доли миллиметра нити накаливания, при ее монтаже в лампу, можно забыть о качестве светового потока, излучаемого фарой автомобиля, и правильном светораспределении.
Некачественное производство автомобильных источников света чревато и другими серьезными проблемами на дороге. Одна из них – слабая освещенность правой стороны дороги. Такой световой поток лишает водителя информации об объектах, находящихся в слабоосвещенной зоне. А там может находиться масса объектов: и люди, и другие ТС, и спецтехника, дорожные знаки, и т. д. и т. п. Случаи ДТП с участием транспортного средства в правой полосе в ночное время нередки. И виной многих таких случаев – некачественная лампа.
Следует понимать, что современные фары значительно отличаются от своих предшественниц. Сегодня при разговоре о достоинствах автомобильной лампы следует рассматривать ее в тандеме «лампа – фара». История этой «дружбы» началась тоже давно. Первые фары были весьма просты. Если отследить эволюцию этих устройств, то их «прабабушками» были простые образцы, оснащенные параболическим отражателем. Соответственно просты в устройстве и производстве были и первые автомобильные лампы. КПД такого тандема на дороге составлял всего лишь 27% от излучаемого света лампы во всех направлениях.
То есть количество света, который попадал на дорогу, для того чтобы водитель смог управлять автомобилем в ночное время или в непогоду, составляло всего 27%, а остальные 73% света просто блокируются элементами фар головного света.
Как известно, к головному относят два вида света: ближний и дальний. Для того чтобы создать ближний свет на дороге, т. е. отсечь ту часть света, которая вредна на проезжей части (ослепляет водителя встречного транспорта), в разных системах отражения существовали и существуют различные методы конструктивных и иных решений. Если обратиться еще раз к истории вопроса, то в фаре, оснащенной параболическим светоотражателем (параболоидом), эта задача реализована с помощью банального механического фильтра – блокиратора света.
В такой конструкции испускаемый лампой свет, который, отражаясь от отражателя, светил бы вверх и слепил встречный транспорт, блокируется элементами, предусмотренными конструкцией фары (колпачком), и не используется в процессе освещения дороги. В результате из испускаемых лампой 1500 лм (для типа H7) 750 лм блокируются фильтром и не попадают на дорогу. Так организована старая система светоотражения, и здесь закладывался тот самый ужасно низкий КПД старой автомобильной фары.
Идем дальше по эволюционному пути фары. А дальше эволюция автомобильной лампы пошла по другому пути. Эта эра новых фар началась в связи с повсеместным развитием цифровых технологий. Компьютеры появились не только (и не столько) в офисах, но и при производстве сложной техники, включая автомобиль. Автопроизводители не обошли вниманием и головной свет автомобиля.
На смену фаре с простым параболическим отражателем пришла новая, оснащенная сложным отражателем. В такой конструкции меньшее количество света блокируется и, как следствие, большее количество света попадает на дорогу. А каким образом? В связи с более сложными отражателями в фарах встала необходимость в создании лампы с более высокой точностью положения нити накала относительно отражателя сложной формы.
Сложные отражатели потребовали ламп, которые обеспечивали более точное распределение излучаемого света в области ближнего света. А это можно было организовать лишь при более точных параметрах нити и более точном монтаже ее (нити) в самой лампе. Этот технический и технологический скачок в конструировании и производстве новых ламп позволил существенно увеличить КПД фары, доведя его до значений 45%.
В связи со сказанным многие участники автомобильной жизни спрашивают: почему существует лампа Н4, и почему существует Н7? В чем их различия? А вот как раз этим они и отличаются – точностью в конструкции и изготовлении новых отражателей и, соответственно, новых ламп. Параметры световых отклонений лампы Н7, разработанной и созданной с прецизионной точностью, позволяют фаре обеспечивать минимальные световые потери, но самое главное – обеспечивают большее количество света на дороге в области светотеневой границы.
Но интересны и технические характеристики. При сравнении эксплуатации двух источников света – фар Н4 и Н7 – в режиме ближнего света первая (Н4) выдает световой поток в 1000 лм, а вторая (Н7) – в 1500!
Последние разработки – проекционные эллипсоидные отражатели света – позволяют повысить КПД фары до 52% и даже выше! Чем это достигается? В такой фаре шторка устанавливается уже перед лампой. Отражаемый колпачком свет перенаправляется в линзу, где он собирается и фокусируется на дорогу.
Часто люди интересуются: а что же такое линза фары? Как она работает? Что в ней происходит? Что значит линзованные фары? Постараемся ответить. Внутри фары есть источник света (галогенная лампа, ксеноновая или иная), имеется эллипсоидный (или эллиптический – не параболический) отражатель, механическая преграда (шторка), которая блокирует часть света, чтобы «сделать» часть ближнего света, и линза, которая собирает свет, чтобы отправить его на дорогу.
Если шторка электромеханическим способом разблокируется – весь световой поток уходит на формирование дальнего света. Такая система используется в фарах, в которых используются ксеноновые лампы с приставкой S в названии типа лампы.
Если повели речь о различных лампах, то следует обратить внимание на лампу OSRAM SUPER. Этот тип ламп дает прирост светового потока на 30% по отношению к стандартным аналогам. Те, кто разбирается в нашем ассортименте, могут заметить, что в этой линейке OSRAM SUPER отсутствует лампа Н7 SUPER+30. Хотя есть Н1 OSRAM SUPER+30, Н3 OSRAM SUPER+30, Н4 OSRAM SUPER+30, а лампы Н7 OSRAM SUPER+30 в этой линейке нет. Почему? Ответ весьма прост: дело в честности производителя – OSRAM.
Компания говорит, что стандартная лампа OSRAM ORIGINAL Н7 обеспечивает прибавку света на 30% по сравнению с типами H1, H3 и H4 без внесения каких-либо дополнительных изменений в лампу. Если это так, то недавно поступившая на рынок РФ лампа с маркировкой OSRAM Н7 SUPER+30, должна обеспечивать двойную прибавку света: +30 по расчетам производителя и +30 – добавка с помощью применения особых технологий.
По существу, рынок получил лампу с параметрами +60! Тестовые оценки технических экспертов подтвердили выводы, что лампа OSRAM Н7 SUPER+30 обеспечивает световой поток, превышающий свет стандартной лампы на 60%.
Заинтересованные специалисты авторынка часто задают вопрос: а каким способом ЕСЕ замеряет параметры освещенности? Постараемся объяснить. Такие замеры производятся в определенных точках на дороге, и отсчет производится от автомобиля. Таких точек много. Но основных – три. Это точка по левой обочине – 50 м, перед автомобилем – 50 м и по правой обочине – 75 м. Всякая лампа должна соответствовать стандартам по освещенности и по однородности светового потока.
Полученные результаты во всех точках контроля интегральным способом суммируются с получением определенного числа. Чем это число выше – тем лучше показатели освещенности и однородности светового потока фары. А как можно достичь лучших показателей лампы при сохранении прочих условий ее изготовления? Как это можно реализовать, чтобы повысить то самое полученное интегральное число из замеров трех параметров?
Если бы производитель источников автомобильного света не был ограничен стандартами ЕСЕ, то сделать это было бы достаточно просто, например, повысив мощность лампы. Как это можно реализовать? Обратимся к законам физики.
Одна из формул закона Ома, который работает в электроцепях постоянного тока и применяется в автомобилестроении, выглядит так:
I = U/R, P = I2 · R,
где Р – электрическая мощность; I – сила тока в проводнике; R – электрическое сопротивление проводника; U – напряжение в электросети.
Из показанных формул становится ясно, что с повышением сопротивления повышается и потребляемая мощность. Это можно сделать, например, удлинив нить накаливания.
И все бы было хорошо, если не учитывать стандарты ЕСЕ, которые определяют все параметры (мощность лампы, размеры нити накаливания и др.) источника света. Поэтому, если считать лампу соответствующей стандартам Европейской комиссии, то лампа, например, Н7, не может по своим параметрам быть никакой другой!
Все лампы с повышенной мощностью (с увеличенной нитью накала) могут иметь тот же цоколь, что и стандартная Н7, но по факту – она не может называться лампой Н7 только потому, что имеет повышенную мощность.
Потребители, посещая магазин, где продаются автомобильные лампы, считают, что Н1, Н4, Н7 – это конструкции цоколей. Но на самом деле – это типы ламп, согласно нормам Европейской комиссии. Соответственно, Н7 – это тип лампы, цоколь которой обозначается как РХ26D. Внешне стандартная лампа ни по каким внешним признакам не отличается от лампы с увеличенной мощностью. Различаются они только тем, что первая удовлетворяет нормам Европейской комиссии, а вторая – нет.
Поэтому на часто возникающий у потребителя вопрос – можно ли вставлять в фару лампу с повышенной мощностью? – должен звучать ответ в том духе, что закон этого не запрещает. Но нужно знать, что автомобиль, оснащенный лампой с повышенной мощностью, может эксплуатироваться в любых условиях, кроме дорог общего пользования. И точка. Однако многие потребители знают, что OSRAM производит лампы повышенной яркости, при этом полностью соответствуя всем требованиям ECE. Как этого удалось добиться? Об этом вы узнаете в следующем цикле статей.
Продолжение цикла статей об автомобильном свете читатель сможет прочесть в мартовском номере журнала
