Возможность исключить в картине светораспределения предлагаемой конструкции последствий хроматической аберрации.

Это объясняется принципиальной разницей в способах формирования светораспределения режимов освещения, в поле которых присутствует светотеневая граница (ближний свет, противотуманное освещение).

Суть проблемы состоит в том, что в традиционной конструкции проекторной фары темная область светораспределения формируется проекцией асферической линзой экрана, верхний край которого практически определяет форму светотеневой границы. При этом процесс проецирования экрана сопровождается разложением белого света на спектральные составляющие, т.е. линза в данном случае работает как призма (см. рисунок 1.17) и вдоль светотеневой границы светораспределения формируются разноцветные полосы, воспринимаемые встречным водителем при разъезде на разных дистанциях «С», «3» и «К» по-разному от синего до пурпурно красного, что в результате создает не только дискомфорт при восприятии, но и провоцирует ДТП, так как красный цвет свидетельствует о попутном направлении движения, а на самом деле происходит встречный разъезд.

Рисунок 1.17 Характер хроматической аберрации в традиционных полиэллипсоидных фарах

Рисунок 1.18 Действующие и перспективные требования к противотуманным фарам

Рисунок 1.19 Ход лучей, вышедших из волоконно-оптического преобразователя изображения

В предлагаемой конструкции этот недостаток полностью отсутствует, так как формирование светотеневой границы в светораспределении осуществляется проекцией сразу всего выходного торца волоконно-оптического преобразователя изображения (см. рисунок 1.19), нижний край которого имеет соответствующую по форме границу, при этом, поскольку из каждого отдельного волокна волоконно-оптического преобразователя изображения излучение выходит в пределах одного и того же апертурного угла (свойство волокна), на приемную поверхность линзы, в каждую ее точку, оно попадает под разными углами. В результате световые лучи, преломляясь на ней, перемешиваются, исключая тем самым хроматическую аберрацию. Возможность достижения уровня градиента изменения освещенности в вертикальной плоскости в светораспределении режимов «ближний свет» и противотуманное освещение, исключающего необходимость использования автоматического корректора, что обусловлено как уже изложенными в предыдущем абзаце особенностями формирования светотеневой границы, так и тем, что в процессе работы волоконно-оптического преобразователя изображения его боковая поверхность оказывается подсвеченной выходящей наружу через внешнюю оболочку волокна незначительной частью излучения. При этом,поскольку она (боковая поверхность) расположена за фокальной плоскостью линзы, т.е. оказывается расфокусированной, то создает при проецировании линзой выходного торца незначительный фон в переходной от света к тени области по всей длине светотеневой границы, которая в результате оказывается «мягче», т.е. менее контрастной, чем в традиционной конструкции проекторной фары. Сказанное подтверждается результатами исследований (см. графики на рисунке.1.20), проведенными на фирме C.E.V., откуда видно, что кривая, соответствующая предлагаемой конструкции фары, имеет меньший градиент освещенности, обеспечивающий работу фар без автоматического корректора.

Рисунок 1.20 Изменение освещенности в вертикальной плоскости, проходящей через светотеневую границу 1.Традиционная полиэллипсодная фара (фирмы C.E.V.) 2. Фара предлагаемой конструкции с пластмассовой линзой 3. Прожекторная фара

На значимости этого результата стоит остановиться отдельно. Дело в том, что наличие светотеневой границы в пучке ближнего света в «европейском свете» изначально предназначено для исключения ослепления водителей встречного транспорта. Однако, в ряде случаях (особенно в первый период введения Европейского стандарта на светораспределение) это не спасало по причине относительно низкого уровня качества собственно фар, узких и не всегда ровных дорог при достаточно жесткой подвеске автомобиля и изменения положения кузова при изменении нагрузки на задний и передний мосты, что, в свою очередь, потребовало решения двух задач:

ужесточить светотеневую границу, т.е. увеличить градиент освещенности в вертикальной плоскости;

компенсировать изменение положения кузова при изменении нагрузки на передний либо на задний мост.

Обе задачи были решены в рамках прожекторной конструкции фар. В первом случае за счет существенного улучшения качества элементов конструкции фары, влияющих на уровень этого параметра. Во втором — введением в конструкцию фары корректора на два фиксированных положения. Разработанные при этом автоматические корректоры непрерывного действия особого распространения не получили в основном из-за относительно высокой цены. Однако в сознании разработчиков световых приборов сложилось устойчивое убеждение «буквально на уровне рефлексии» - чем контрастнее светотеневая граница фары, тем она (фара) лучше. Поэтому появление фар проекторного типа, в которых высокий уровень градиента освещенности является, как уже было показано, непреодолимым свойством конструкции, было воспринято разработчиками с убеждением окончательного решения этой проблемы. Однако в процессе эксплуатации выяснилось, что очень контрастная светотеневая граница при значительных уровнях освещенности в светлой зоне светораспределения не только создает повышенный уровень ослепления водителей встречного транспорта, но и вызывает дискомфорт «хозяина» из-за колебаний четко выраженной границы с частотой колебания подвески транспортного средства.

В результате после бесплодных попыток уменьшить градиент освещенности в вертикальной плоскости было принято решение, зафиксированное в соответствующих документах, об использовании проекторных фар только при наличии автоматического корректора постоянного действия, что в значительной мере снизило эффект от их использования, поскольку выросла цена на изделие, увеличилась его масса и возросла совокупная потребляемая мощность, т.е. проявились практически все недостатки, с которыми так долго боролись.

Тем не менее, представление о том, что высокая контрастность светотеневой границы характеризует уровень качества фары, укоренилась и сознательно поддерживается ведущими фирмами («Bosch», «Hella» и др.), выпускающими как сами фары, так и автоматические корректоры, из чисто коммерческих соображений, преодолеть которые будет весьма сложно, но необходимо, поскольку предлагаемый конструктивный вариант относится к категории проекторных и, несмотря на то, что по уровню градиента освещенности в этом варианте автоматический корректор не нужен, по чисто формальным признакам его использование могут потребовать разработчики автомобиля

Дата добавления: 2015-08-13