Производитель света № 1. Статья первая
В мире существует не так много компаний, которые занимаются исключительно темой света, освещения. К таким в первую очередь относят бренд OSRAM, который покрывает весь ассортимент источников света, включая, конечно же, и автомобильный свет. Про широкую программу известного производителя журнал уже писал в августовском номере текущего года. Освежим в памяти некоторые выдержки из той статьи.
«Структуру ООО “ОСРАМ” составляют три направления бизнеса:
1. Полупроводниковая оптика, полупроводниковые компоненты, единичные светодиоды, сенсоры, датчики, лазеры и др.
2. Лампы специального назначения (спецлампы). В эту группу входят как автомобильные лампы, так и целая группа ламп специального назначения (более 500 приложений): для кинотеатров, визуализации и проекции, дезинфекции окружающей среды, медицинских приборов, взлетно-посадочных полос и др. Все они имеют свою специфику и значительное разнообразие в применении, поэтому мы этот бизнес не можем отнести к общему освещению, а относим к лампам специального назначения.
3. Электроника и проектные решения по освещению. Проекты могут быть любыми – от внутреннего освещения помещений до проектов Smart City, когда целый город управляется единой системой управления. В таких интегральных решениях участвует значительное количество различных систем для освещения, например системы цифрового управления светом, электронные пускорегулирующие аппараты для светодиодных модулей и традиционного освещения, диммеры, системы управления светом, динамическое освещение и т. д.»
Эти три направления в России развиваются ускоренными темпами и представлены в полном ассортименте.
Сегодня и в дальнейшем (в формате цикла статей) мы будем говорить исключительно о втором направлении бизнеса ОSRАМ – об автомобильном свете.
Производство
Для того чтобы продолжить разговор, следует сказать о разделении компании, которое произошло в прошлом году. Был выстроен определенный путь развития: продана часть бизнеса, ориентированного на массовость. В таком сегменте конкурируют не технологии, а цена изделий, и чем она ниже – тем выше продажи. OSRAM ушел из этой части бизнеса, тем более, что рынок такой продукции в мире постоянно падает.
Оставив за собой три названных направления, компания продекларировала, что стоит за инновационные решения. И в своей стратегии развития базируется только на них.
Одной из стадий реализации принципов инновации стала покупка OSRAM ряда компаний, которые опираются на инновации. Так была приобретена Clay Paky и MLS – производитель светодиодных фонарей для автомобилей. Продукция этой компании имеет очень высокую долю на американском рынке именно по задним фонарям.
Такие трансформации OSRAM позволили предприятию производить не только отдельные источники света, такие как лампочки, но и готовые самостоятельные продукты, например, фары или задние фонари.
Мотиваций к принятию такой стратегии много. Одна из них состоит в том, что исторически между производителем автомобильных деталей и конвейером автостроителя стоят изготовители готового продукта светотехники. Это промежуточное звено совершенно не склонно к какому-либо развитию. Они считают, что все замечательно и так: есть спрос на детали, есть заказы и т. д. Им хочется получать свою выгоду с наименьшими усилиями.
Мы же стремимся к завоеванию и поддержанию большей доли рынка. Для нас инновационный подход – сильная сторона в борьбе с конкуренцией, с продукцией более низкого ценового уровня. Поскольку мы не всегда можем договориться с представителями промежуточного звена, приходится самим вставать на их место и развивать их. Или хотя бы вместе с ними, включая представителей автосборки, участвовать в переговорах, скажем, с BMW или Mercedes, о будущих световых решениях в автомобилях.
Например, BMW уже запланировал свой конвейер до 2027 года. То есть производители знают, что они будут делать, за 10 лет до того, как начнется производство новых моделей. А кто им может сказать, что можно будущие автомобили оснастить лазерными фарами?
Если на конвейер придут такие поставщики, как HELLA, Valeo или кто-то другой, – они не знают этого, они только производят фары. А мы можем сказать и сказали: «Ребята, мы готовы вам предложить такой интересный, технологичный, в том числе и маркетинговый ход, как лазерные фары. Мы сделаем лазерный свет и готовы предложить его вам. Вам это интересно?». Им, как оказалось, это было интересно, а OSRAM стал первой компанией по производству лазерных фар для автомобиля. Автосборщики заносят это в свои производственные планы и ставят на реализацию по дизайну.
Следует правильно относиться к инновационным решениям компании. Одно принципиально новое решение может обеспечить производителя технологичным, потребительским и маркетинговым рывком. Судите сами: установка лазерного света на автомобиль позволяет существенно уменьшить размер фары. Сейчас, с помощью традиционного источника света, для создания сильного светового потока требуются отражатели фар. Чтобы реализовать подобный поток с помощью лазерных технологий, отражатели не нужны. Это открывает для дизайнеров не виданные ранее возможности в конструировании. Таким образом, одно технологичное решение позволяет существенно улучшить несколько параметров транспортного средства, таких как безопасность за счет большей освещенности и комфорт при существенном упрощении дизайнерских реализаций.
Помимо световых решений на основе лазерной технологии, OSRAM освоил еще и светодиодную матричную фару. Она имеет 8 светодиодов и работает с видеокамерой, устанавливаемой в автомобиль. При приближении встречного автомобиля устройство не просто отключает весь световой блок фары, но только те секции светодиодов, которые освещают верхнюю часть автомобиля (выше капота), идущего по встречной полосе, включая глаза водителя. Нижняя ее часть (все, что ниже лобового стекла ТС) – что очень важно для водителя – остается освещенной.
Система эта очень сложная. Известно, что на всех СТО есть приборы традиционной корректировки фар. Для проверки же такой системы эти приборы не годятся. Для этого нужны устройства нового поколения. Прошедшая выставка MIMS Automechanika показала, что многие компании двигаются в данном направлении, уже выпуская подобные приборы настройки и корректировки таких устройств. Мы можем долго говорить о том, что это дело далекого будущего, но такие системы уже устанавливаются не только на люксовые автомобили, но и на автомобили среднего класса.
Стандарты и качество
В мире техники существует масса европейских стандартов. Среди них есть и стандарты автомобильного света. Это понятно: дорога – место повышенной опасности. Любой автовладелец может купить самостоятельно любую лампочку для своего авто. Кто поручится, что эта лампа соответствует европейскому стандарту по свету?
Но ситуация еще сложнее, если попытаться определить, как меняются параметры этого источника автомобильного света во времени. На рынке встречаются образцы, которые производят «правильный» свет только ограниченное время. И таких много. А почему? Причин несколько, но все они рождаются в производственном цехе. Как известно, качество света напрямую зависит от прозрачности колбы лампы. Оторванные при нагреве от нити накаливания атомы вольфрама прилипают к внутренней стенке колбы. Постепенно сформировавшийся значительный слой из атомов блокирует световую проницаемость стенок колбы. Свет фары от такой лампочки может стать настолько блеклым, что управлять автомобилем ночью становится весьма опасно.
Почему это происходит? Задача галогена в лампе состоит в возвращении оторвавшихся атомов вольфрама назад, в тело нити – этот путь специалисты называют «галогенным циклом». Если давление газа в колбе не соответствует заданному режиму или галоген присутствует в неверной концентрации – процесс возврата замедляется или останавливается вовсе. В процессе использования световой поток такой лампы существенно падает, а срок службы резко снижается, так как нить накала быстро деградирует из-за того, что атомы вольфрама, испаряясь, не возвращаются обратно на нить накала благодаря галогенам, которыми наполнена колба лампы. Таким образом, проще говоря, нить накала перегорает.
Но это не единственные имеющиеся дефекты. Можно встретить образцы ламп, в которых нить накаливания неверно позиционирована относительно фары. Последние образцы современных фар – устройства довольно сложные, особенно это касается ламп головного света. Их отражатели сделаны ребристыми, чтобы правильно направить световой поток на дорогу. Качественная лампа должна правильно распределять световой поток на дороге и не должна слепить водителей встречного транспорта. Если нить накаливания позиционирована по отношению к фаре с большими отклонениями, то появится масса опасных световых эффектов: фара слепит водителей встречных автомобилей; световой поток имеет неправильное направление и распределение; на дороге появляются темные пятна, которые ухудшают видимость, и т. д. Ездить на автомобиле с лампой, имеющей такой дефект, крайне опасно. Что делать? Как выбрать надежную лампу?
Брендовые образцы, к которым в первую очередь относится продукция OSRAM, говорят сами за себя. Их параметры не только соответствуют жестким требованиям европейской комиссии по качеству, но даже превышают их. Иного способа гарантированно приобрести качественную лампу нет. Ну нет, и все!
Дело осложняется еще и тем, что автомобильную лампочку нельзя проверить на работоспособность, как любой другой потребитель электрической энергии. Предположим, вы решили сравнить – отличается ли свет от лампы OSRAM от аналога неизвестного производителя. Если вы оба образца подключите к электрической сети и попытаетесь на глаз сравнить свет обоих ламп, то может оказаться, что они в таком режиме ничем не отличаются. Но если установить их в фары автомобиля, то результат может быть совсем другим: например, окажется, что с фарой, оснащенной лампой от неизвестного производителя, выезжать ночью на дорогу категорически нельзя. Все дело в том, что из-за неточного расположения нити накала относительно отражателя распределение света на дороге будет неправильным, о чем мы писали выше.
Почему OSRAM на сегодня является брендом номер один в производстве автомобильных ламп? Во-первых, бренду OSRAM уже более 100 лет и компания с самого начала и до сих пор занимается исключительно освещением. OSRAM прекратил производство бытового освещения, чтобы полностью сконцентрироваться на профессиональных световых решениях.
Во-вторых, компания достигла значительных объемов продаж, обладает очень большим штатом сотрудников, у нее наработан огромный опыт в разработках и производстве профессиональной продукции.
В-третьих, поскольку предприятие всегда фокусировалось на продукции одного плана, то оно имеет большое количество собственных производств. Это позволяет концерну производить продукцию полностью, от закупки сырья для производства цоколей, колб, нитей накаливания и т. д. до окончательного изготовления лампы и мониторинга качества готовой продукции. OSRAM производит лампочки для целой плеяды мировых брендов, которые на самом деле только декларируют, что изготавливают автомобильные лампы.
Немного теории
Начнем с понятия «световой поток». Кажется, любой человек из школьного курса знает, что световой поток измеряется в люменах (русское обозначение: лм; международное: lm). Что такое световой поток? Это весь свет, который испускает источник света по всему объему. То есть не налево, не направо, а вообще весь свет, который источник испускает. Если мы применим понятие светового потока к лампочке, то она по световому потоку должна быть регламентирована. При большом световом потоке она будет слепить, при малом – светить тускло, и водитель не сможет ночью управлять транспортным средством.
Но для конечного потребителя эти знания малополезны. Он идет в магазин и покупает лампочку, не обращаясь к учебнику физики. Для автовладельца гораздо полезнее информация не о световом потоке, а об освещенности дороги, которую создает лампа. Это, собственно, количество света, которое попадает на определенный участок дороги. Этот параметр определяется в люменах на квадратный метр: лм(lm)/м2.
Есть еще один интересный параметр по свету. О нем мы подробно будем говорить в другой раз. Но сейчас коротко. Потребитель автомобильных ламп часто встречает на упаковке ламп значки типа +10, +50, +100 и т. д. Так маркируются лампы, имеющие повышенную яркость. То есть сколько единиц света (люмен) приходится на единицу площади. Измеряется эта величина в люксах (Лк). То есть люкс – это люмен/м2. К этому параметру прибегают, когда прибором (люксометром) измеряют освещенность дорожного полотна.
Для того чтобы в каком-то месте стало больше люкс, нужно, чтобы в определенный телесный угол светило больше света. Поэтому параметр силы света – это свет в определенном направлении. Применительно к лампочкам, имеющим маркировки +10, +50 и т. д., речь идет об источниках света не с повышенными световыми параметрами по всем характеристикам, а только с повышенной силой света в определенном направлении.
Специалисты по автомобильному свету используют такое понятие, как «яркость света». Она (яркость света) также характеризуется как сила света на единицу площади (кандела/м2).
Но здесь мы ее рассматриваем не с точки зрения того, как свет проецируется на дорожное полотно, а того, откуда он выходит, или исходит. Ведь свет рождается в нити накаливания. Чем тоньше нить накаливания, тем выше яркость. Точечный источник света также подпадает под это правило: чем он меньше – тем выше яркость. И если у производителя возникает задача в повышении параметров источника света – это может реализоваться уменьшением размеров нити накаливания.
Существует также параметр силы света, испускаемого лампой. Но этот показатель уж совсем не интересен потребителю. Для интересующихся можно сообщить, что сила света измеряется в канделах. Кандéла (обозначение: кд, cd; от лат. candela – свеча) – одна из семи основных единиц измерения СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540•1012 Гц. Может показаться, что этот параметр света (кандела) также малоинтересен для потребителя, но это не совсем так. Оставим пока его в покое, потому что обратимся к нему в дальнейших статьях.
Вернемся к самому распространенному источнику света в автомобилестроении – к галогенной лампе. Притом что она является безусловным лидером во всем мире по популярности, эта лампа имеет существенный недостаток – она очень зависима от режима эксплуатации. Именно поэтому на нее, как правило, никто гарантии не дает. И вот почему. Если посмотреть на графики зависимости срока исправной работы галогенной лампы от величины напряжения электрического тока, то окажется, что даже при повышении напряжения электропитания на 5% от номинального срок службы лампы снижается в 2 раза.
Такую зависимость от повышения напряжения формирует галогенный цикл, работающий в лампе, о котором раньше мы уже говорили. Рассмотрим этот процесс глубже.
Пойдем путем галогенного цикла. При разогреве вольфрамовой нити до 2700 °C она начинает испускать фотоны – светиться. Из нити вырываются атомы вольфрама. Если бы в колбе лампы отсутствовал галоген, то скоро атомы вольфрама, плотно прилипнув к внутренней стенке колбы лампы, сделали бы колбу непрозрачной со всеми вытекающими. А что на самом деле происходит в колбе на атомарном и молекулярном уровне при наличии в колбе галогена?
Итак, нить накаливания засветилась. Оторвавшиеся от вольфрамовой нити атомы начинают перемещаться в колбе из области высокой температуры в область пониженной, т. е. от разогретой нити – к стенке колбы, остужаемой внешней средой. Поскольку атомы галогена присутствуют на внутренней поверхности колбы, атомы вольфрама и галогена встречаются. В результате двухатомная частица галогена и одноатомная частица вольфрама вступают в атомарную связь, образуя трехатомную частицу.
Дальше в результате повышенной массы и перемещений в область высоких температур трехатомная частица начинает перемещаться назад, в область высоких температур – поближе к разогретой вольфрамовой нити. Под действием высокой температуры трехатомная частица распадается на два атома галогена и один атом вольфрама. Таким образом, вольфрам возвращается в нить накаливания, предотвращая быстрый износ нити, а галоген – на свое место у стенки колбы. Галогенный цикл замкнулся. Итак, галогенный цикл нужен по двум причинам: во‑первых, предотвратить потемнение колбы, так как это приводит к существенному снижению светового потока, а во‑вторых – увеличить срок службы лампы, так как галогенный цикл возвращает атомы вольфрама обратно на нить накаливания, предотвращая тем самым быстрое перегорание.
По материалам компании
