Лазерные линзы для авто установка
Лазерные фары для автомобиля
Характеристики
Лазерные фары — следующий шаг развития в автомобильной светотехнике, которые в скором времени заменят практически полностью существующие классические виды фар (ксеноновые или галогенные). Такой тип освещения существенно отличается от солнечного и всех искусственных источников. Несмотря на дальность освещения в 500-600 метров, он безопасен для глаз и не мешает другим участникам движения, так как флуоресцентный материал создает белое свечение, которое максимально приближено по цвету к дневному свету, а это значит, что оно не способно ослеплять или мешать движению.
Использование таких фар позволяет экономить электроэнергию в 2-3 раза, если сравнивать с теми же самыми диодными, лазерные компактны (размер около 10 микрон), благодаря чему, фары на машине стали изготавливать намного миниатюрнее, сохраняя при этом эффективность.
Лазерные фары безопасны для глаз
Устройство и принцип работы лазерных фар
Необходимо начать с того, что такие фары правильней всего называть лазерно-люминофорными, а не просто лазерными. Конструкция данного типа не является сложной: она состоит из нескольких лазерных диодов, которые, в свою очередь, подсвечивают люминофор, преобразовывающий получаемую энергию в световое излучение, благодаря чему и образовывается мощный пучок, который в 1000 раз интенсивней даже диодного. Также получаемый луч является когерентным и монохромным, а это значит, что у него постоянная длина волны и разность фаз. Его мощность равна 170 люменам.
Изначально луч голубого цвета, и для получения яркости ему необходимо пройти через люминофорное покрытие, которое рассеивает пучок лазера, образуя мощный свет.
Поэтому в данном случае важно понимать, что сам лазер не освещает дорогу, а только вырабатывает нужную энергию.
Головной лазерный свет работает во взаимодействии с компьютером, который за счет специальных датчиков контролирует процесс появления встречных машин и пешеходов и позволяет избегать их ослепления. Система Dynamic Light Spot обнаруживает при движении преграды, обращая внимание водителя на них с помощью более интенсивного света, что помогает заранее подготовиться к необходимым маневрам и действиям.
Не является сложной конструкция данного типа фар
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Такие фары экономны в потреблении электроэнергии
Недостатки:
Где можно разместить лазерные фары на авто
Разместить лазерные фары на автомобиле можно будет практически в любом месте, которое вздумается водителю. Установка может быть:
Какие лучше выбрать
На сегодняшний день лазерные фары установлены только на автомобилях премиум-класса и не поступают в продажу в виде отдельной запчасти, основная причина этому — высокая себестоимость, а также, очень дорогая цена замены или ремонта.
Поэтому, безусловно, те, кто смогут их себе в будущем позволить, не пожалеют о покупке ни разу, ведь это будет являться самым оптимальным решением.
А пока, при выборе света для своего автомобиля, рекомендуется выбирать диодные фары, которые имеют наилучшие технические характеристики и приемлемую стоимость, полностью соответствующую качеству.
Что же касается ксеноновых и галогенных, то такие типы давно уже изжили себя, имеют множество недостатков, которые выльются водителю в множество проблем и денежных затрат.
Лазерная головная оптика — как работает, куда устанавливается, машину с такими фарами и можно ли поставить их на свою
Развитие оптики для автомобилей не стоит на месте. В первом десятилетии двадцать первого века водителей поражали фары на светодиодах (LED), но сейчас произошло новое событие — специалисты создали лазерные фары.
Лазерные фары обеспечивают лучшую видимость при меньшем потреблении энергии
Ведущие автомобильные производители пытаются сделать фары головного света в машинах эффективнее. Сами источники света, разумеется, производят компании в сфере электроники — такие как Philips, Valeo, Bosch, Osram, Hella и другие. Эти специалисты даже выделяют специальное направление, которое отвечает за лазерные технологии. Производители автомобилей и фар сотрудничают, для того чтобы создать более яркие источники света с большой дальностью работы, привычной человеческому глазу цветовой температурой и другими преимуществами, которые вносит эта система в индустрию.
История разработки лазерных фар и их место на современном рынке
Впервые идея и возможность создания нового типа освещения для автомобилей появилась в 2011 году. В тот момент BMW презентовали концептуальную на то время модель под названием i8. Машина была оснащена головной оптикой с лазерной системой. Через 3 года спорткар вышел в серийное производство — гибридный двигатель и новая система фар. Модель продаётся с 2014 года, а баварский производитель активно работает над тем, чтобы установить лазерные фары в другие, в том числе более дешёвые автомобили.
Другая компания, которая разрабатывает новую систему освещения и устанавливает её в свои модели — Audi. Первыми автомобилями с лазерным освещением стали R18 E-tron Quattro и концепт-кар Sport Quattro Laserlight с соответствующим названием. Первая модель Audi с новыми фарами доступна уже с 2011 года. Её осветители активируются только при скорости выше 60 километров в час. Такое устройство нужно для того, чтобы не ослеплять других водителей и пешеходов в городе — фары будут работать только на шоссе или за городом. В остальное время дорога будет освещаться обычными светодиодными фонарями. Каждая лазерная фара оснащается четырьмя мощными диодами с шириной светового потока 300 микрометров. Система создаёт синий луч длиной волны 450 нанометров, который преобразуется в белый свет с цветовой температурой 5500 кельвинов. Такой поток больше всего похож на натуральный солнечный, поэтому не заставляет глаза уставать в дороге. Дальность свечения составляет 500 метров.
Впервые лазерные фары на Audi были опробованы на практике именно на гоночном болиде R18 E-tron Quattro. Автомобиль участвует в заездах на выносливость. Лазерная система была создана компанией Osram — подразделением Special Lightning Division. Ауди не смутило то, что дорогостоящее освещение добавляло солидную сумму к стоимости R18 E-tron Quattro — на момент 2016 года автомобиль доступен к покупке. Производители решили, что преимущества, которые получит не только водитель, но и другие участники движения, стоят этих средств. При этом автомобиль оснащается лазерными фарами только сзади (изначальная особенность модели).
Кроме того, в 2014 вышла Audi под названием R8 LMX. Это ограниченная линейка спорт-купе, выпущенная в количестве 99 автомобилей.
Первым серийным автомобилем для повседневного использования, на который устанавливаются лазерные фары, стал BMW i8. На момент 2016 года стоимость этой модели — более 10 миллионов рублей. Компания утверждает, что эта технология даёт луч света длиной примерно 600 метров, а её энергоэффективность на 30% выше чем у светодиодных систем.
Также недавно были подтверждены слухи о том, что БМВ будут выпускать мотоциклы с лазерными световыми установками. На них будут устанавливаться фары, которые выпускаются с 2011 года. Первым мотоциклом с таким оснащением стал люксовый K1600GLT CES. Последняя аббревиатура в названии означает Consumer Electronics Show — это выставка электронных технологий, где и была презентована модель.
BMW считают, что лазерная технология оптики — будущее автомобилестроения. Инженеры компании подготовили несколько прототипов на основе мощных световых систем.
Устройство и принцип работы лазерных фар
Впервые на автомобиль такая система освещения была установлена в 2011 году. Эта машина — BMW i8. Спорткар оснащается двенадцатью синими лазерными лучами — по три в каждой из секций фар.
В основе технологии лежит принцип рассеивания, которое, в свою очередь, достигается благодаря применению специального химического вещества — им заполнена полость фары — жёлтого фосфора. Технически, лазер используется только в качестве источника света — если бы он был основой системы и не рассеивался, осветитель выдавал бы концентрированный луч. Именно благодаря распределению волны устройство можно использовать в качестве осветительного. Такие фары с лазерным генератором не слепят других участников движения и пешеходов, а отлично выполняют свою функцию. Например, в технологии от компании BMW заметно, что источники создают синий луч, проходящий через кубический элемент, который наполнен фосфором. Почти мгновенно свет превращается в яркое рассеянное излучение белого света — такие фары в несколько раз интенсивнее остальных при равном потреблении энергии. Эффективность достигается благодаря отражателю со специальной конструкцией, который концентрирует примерно 99,95% потока в нужном направлении — на дороге перед автомобилем.
Лазеры известны особенностью слепить людей или даже наносить вред различным поверхностям своим направленным лучом — это вызывает большое количество споров и сомнений в такой технологии при использовании в фарах. Но такое освещение не приносит вреда, так как концентрированный поток используется только для «розжига» — на дорогу падает только рассеянный через жёлтый фосфор поток. Таким образом, лазерные фары полностью безопасны и безвредны. Они не провоцируют травм, ослепления или вреда. На тот случай, если автомобиль попадёт в аварию, а его оптические приборы будут разрушены, лазерная система автоматически отключится — нет шанса, что лучи будут светить нерассеянными, а значит, что установка никому не навредит.
Головная оптика всё того же BMW i8 работает таким образом: две фары состоят из двух элементов по три лазера каждая, а лучи, в свою очередь, попадают на небольшие зеркала, после чего перенаправляются на линзу. Под воздействием жёлтого фосфора синий поток превращается в белый с температурой примерно 5500 кельвинов — это самый приближенный к натуральному свету результат, которого удалось добиться инженерам. Такая цветовая температура позволяет лазерным фарам не напрягать глаза водителя и других участников своим светом. После отражения свет перенаправляется на 180 градусов относительно источника и попадает на дорогу в рассеянном виде. Такая конфигурация — лишь одна из множества допустимых, так что вариантов устройства лазерных фар на самом деле очень много. Также почти не ограничена и допустимая форма элементов оптики — дизайнеры и инженеры могут составлять конфигурации почти любого размера и вида.
Полная мощность этих фар такова, что максимально возможный излучаемый свет в тысячу раз интенсивнее того, что производит диодная система. Но лазерные источники используются только вполсилы — это нужно для экономии энергии, так как расход электричества автомобилем очень высокий. При этом заявленный срок службы фар нового поколения такой же, как у LED — 10000 часов.
Преимущества лазерных источников освещения в автомобилях
Сравнивая эту современную технологию с уже известными — лампами накаливания, галогенными, ксеноном и LED (диодными), — можно выделить ряд отличий. Лазерные автомобильные осветители имеют несколько преимуществ, которые вытекают из свойств системы: когерентность, монохромность, интенсивность излучения и других. Плюсы перед «обычными» лампами:
Таким образом, головной лазерный свет всегда работает в совокупности со сложной и функциональной электронной системой. Устройство позволяет отключать часть излучения фары в зависимости от того, есть ли в её «поле зрения» объект, как далеко и где он находится. Лазерная система делает свет более безопасным и комфортабельным для всех участников движения и пешеходов.
Можно ли купить и установить лазерные фары на свой автомобиль
Несмотря на высокую стоимость производства, а следовательно, и продажи, такая система оптики вызвала интерес у множества автолюбителей. К сожалению, в 2016 году лазерная оптика (головная или для габаритных огней) не продаётся. Несмотря на то что в сфере несколько лет работают некоторые компании мирового масштаба, получить такую систему можно только при покупке одного из нескольких автомобилей, которые комплектуются таким освещением, вышедших на данный момент.
Машины с лазерными фарами
На данный момент существует всего 6 автомобилей с такой системой освещения. При этом большая часть является прототипами или имеет ограниченный тираж.
BMW i8
Эта модель — первый гибридный суперкар от компании, а также первый автомобиль с лазерными фарами, запущенный в массовые производство и продажу. Серийная версия была презентована осенью 2013 года на автосалоне во Франкфурте. При этом концепт i8 был показан автолюбителям ещё в 2009 году. BMW утверждают, что этот суперкар — революционная модель в автопроме: сразу для компании, этого класса машин и сферы оптики для машин. БМВ первыми поставили автомобиль с лазерными фарами на поток, чем заняли место в истории индустрии. Модель стоит более 10000000 рублей.
Дизайн i8 очень необычный — футуристическая внешность, которая досталась реальной модели от концепта, выделяет автомобиль даже среди «одноклассников». Кузов имеет плавные изгибы и линии. Как и у всех моделей BMW, у i8 практичные и эргономичные внешность и интерьер. Коэффициент аэродинамического сопротивления кузова — 0,26.
Гибридная система автомобиля состоит из 1,5-литрового бензинового и двух электрических (один нужен только для старта) двигателей общей мощностью 362 л. с. Максимальная скорость — 120 км/ч только на электроэнергии и 250 км/ч в смешанном режиме. Разгон до сотни занимает 4,4 секунды. I8 имеет роботизированную КПП с 6 ступенями.
Audi R18 E-tron Quattro
Эта гоночная модель — продолжение классической линейки Ауди, которая была запущена в 1980 году, и следующее за R15 TDI поколение. По сравнению с прошлой моделью R18 E-tron имеет ряд особенностей. В первую очередь это лазерная оптика сзади. Фары заполнены жёлтым фосфором и работают по такой же системе, как и на других автомобилях. Головная оптика R18 E-tron Quattro по-прежнему состоит из светодиодных источников.
Двигатель в новой модели — V6 TDI с электрическим турбированием, который также получил улучшенные системы аккумулирования и переработки тепла выхлопа в энергию для машины. В процессе разработки R18 инженеры отказались от второго такого устройства, так как оно не увеличило эффективность.
Аэродинамичность новой Ауди значительно возросла. Причиной тому стал уменьшенный на 10 сантиметров в ширину корпус. Монокок автомобиля сделали ещё более прочным с помощью дополнительного материала. Были также добавлены подвеска для колёс и защита на случай столкновения.
Что касается лазерных фар — Ауди заявила, что эта система является новой вехой в развитии заезда Ле-Мана. Таким образом, в компании уверены, что эти фары сделают условия гонок лучше.
Audi Quattro Sport Laserlight
Линейка Quattro — гоночные и дорожные машины, которые выпускает немецкая компания Ауди. Первая модель серии появилась в 1980 году — она выпускалась до 1991. Идея для линейки была дана в 1977 году инженером самой компании.
Концепт Audi Quattro Sport — предшественник вариации Laserlight, которая на этой версии и основана — вышел в 2013 году и был представлен во Франкфурте в честь 30-летия линейки. Модель получила новые рёбра жёсткости, а также квадратные фары с диодными источниками света. Кроме того, Quattro Sport оснащается спойлером под стеклом заднего вида, прямоугольными огнями на «хвосте» машины, 21-дюймовыми дисками и керамико-карбоновыми тормозами. В салоне предшественника Laserlight можно найти многофункциональное спортивное рулевое колесо, 2 трёхмерных дисплея и кондиционер. Крылья и двери автомобиля сделаны из алюминия, а крыша и остальной корпус — из полимера.
Передняя ось Quattro Sport имеет по 5 поддерживающих элементов на каждое колесо, а задняя оснащена контролируемой связью в виде трапеции. Модель оснащается 4-литровым топливным двигателем и электромотором мощностью 552 и 148 лошадиных сил соответственно. Машина разгоняется до сотни за 3,7 секунды и имеет предел 305 км/ч.
Версия Laserlight, которая основана на «обычной» Quattro Sport, отличается именно особым устройством передних фар. При этом ближний свет обеспечивается диодами.
Audi R8 LMX
Эта модель — ответ BMW на запуск автомобиля с лазерными фарами в серийное производство. Audi R18 E-tron Quattro и Quattro Sport Laserlight являются гоночными прототипами, а R8 LMX вышла в тираж (правда, всего в 99 экземплярах). Автомобиль призван нести свет в массы, причём в прямом смысле, ведь его система освещения — одна из самых интересных особенностей модели.
Именно Audi первыми начали задумываться и работать над тем, чтобы оснастить машину лазерными фарами. Они начали создавать их до BMW, которые, стоит отметить, первыми выпустили эту оптику в общий доступ. Лазерные фары R8 LMX выполнены из следующих элементов: ходовые огни, основные диоды (ближнего света), боковое освещение, вспомогательные источники дальнего света, небольшой лазерный генератор и светодиодная полоса габаритных огней. Устройство фар LMX такое же, как у i8, но элементов у Ауди на 1 больше для каждого сектора — 4 против 3 у БМВ. Так или иначе, свет всех источников сводится в общий пучок и подаётся на специальную плоскость, которая перенаправляет синий свет и «окрашивает» его в более светлый, близкий к белому оттенок.
Лазер включается при наборе скорости и активируется после 60 километров в час. Свет бьёт на 500 метров вперёд — это расстояние намного дальше, чем большинство ровных отрезков дороги без поворотов. Поэтому, возможно, эта система освещения является даже слишком мощной.
Модификация R8 с лазером не является принципиально новой моделью, поэтому имеет компоненты предшественника. Это 5,2-литровый двигатель (правда, форсированный — до 570 л. с. с 550), а также АКПП («механику» устанавливать перестали). Внешне машина также соответствует предшественнику и общей концепции Ауди.
BMW M4
Немецкое купе с современной системой освещения, которое было презентовано в 2015 году. БМВ решила не останавливаться в плане оснащения своих моделей лазерной оптикой и готовит к выпуску новую версию M4 (предшественник вышел в 2013 году). Автомобиль почти не отличается от варианта без современных фар.
Дизайн M4 с лазерными фарами соответствует мотивам всей линейки. Спортивные бамперы и увеличенная колея с колёсами разной ширины под диски 18 дюймов придают автомобилю «мускулистый» вид. В основе M4 используется лёгкий карбон — это нужно для повышения управляемости путём снижения массы машины.
Как и предыдущее поколение — BMW M3 — четвёртое оснащается 3-литровым бензиновым мотором с турбонаддувом. Двигатель обеспечивает мощность в 431 лошадиную силу. Крутящий момент на фоне прошлых версий вырос на 25%. Аналогично на четверть снизился расход топлива. Купе оснащается одной из КПП — механической на 6 ступеней или роботизированной на 7. Шасси автомобиля настроено при участии профессиональных гонщиков, а ходовая часть дополняется электронным дифференциалом и технологией Servotronic для лучшего рулевого управления.
Лазерные фары в этой модели устанавливаются в качестве головной оптики. На фотографиях концепта их излучение имеет синий оттенок, но БМВ утверждает, что свет близок к дневному. Дистанция работы фар — 600 метров.
Volkswagen Golf
Фольксваген — первый и пока что единственный на момент 2016 года производитель, помимо БМВ и Ауди, который стал работать с лазерными фарами. Это восьмое поколение Гольф, для которого дизайнеры создают принципиально новый дизайн. Выход модели ожидается в 2017 году. Лазерные фары, как предполагается, будут устанавливаться только в самую дорогую комплектацию.
Предполагается, что Golf 8 будет построен на базе платформы MQB, которая используется для Skoda Octavia и Seat Leon. Производители могут отказаться от трёхдверной версии, так как она не пользуется популярностью на вышедших поколениях в последние годы. В салоне будет установлена информационная система, которая управляется жестами.
Внешность новой модели будет иметь более агрессивный перед кузова и острые линии. Планируется добавить в передний бампер диодные дневные ходовые огни. Анонс восьмого поколения Фольксваген Гольф произошёл в 2016 году.
Уже сейчас лазерная система оптики впечатляет своим компактным размером. Эти и другие свойства (яркость, потребление энергии и точность направления луча) будут улучшаться, что позволит делать очень эффективные и удобные источники света. Также развиваются и сопутствующие технологии. Например, система, которая отслеживает объекты в зоне действия и подстраивается таким образом, чтобы не светить на них и не ослеплять людей. Лазерная система имеет преимущества как для владельца автомобиля, так и для других участников движения — водителей и пешеходов.
Лазерные фары: принцип работы и достоинства с недостатками
Для интересующихся развитием современных автомобильных технологий лазерные фары, принцип работы которых основан на люминофорном свечении, уже не являются диковинкой. Более того, уже стала известной так называемая адаптивная оптика на базе этой разработки. Как же устроены лазерные фары будущего, по какому принципу они работают, сколько стоят, и за что потребитель платит такие деньги – кратко и доступно рассказано в этом материале.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАЗЕРНОЙ ФАРЫ
На момент написания статьи устройство лазерной фары еще не претерпело никаких принципиальных изменений, отличающих конструкцию от концептуальной. Как и в прототипе, основой серийно выпускающейся оптики является не лазер, давший название технологии, а люминофорная пластина. Этот материал обладает способностью излучать мощный пучок белого света с волнами одинаковой длины и амплитуды. Именно эту деталь можно увидеть при визуальном осмотре автомобильной фары.
А где же лазер? Разве не он должен светить в лазерной фаре? Нет. В данной разработке лазер выступает только лишь в качестве источника энергии. Сам узел состоит из набора лазеров, излучающаяся энергия из которых через систему зеркал фокусируется и попадает на ту самую люминофорную пластину. Она и является непосредственным источником света, использующегося для освещения дорожной обстановки.
«ПАРУ СЛОВ» ОБ АДАПТИВНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ФАРАХ
Более интересной конструкцией являются не просто лазерные фары, а так называемая адаптивная оптика на их основе. Эта технология по максимуму использует весь потенциал, заложенный в мощном источнике света. Рассмотрим основные моменты, как она работает, и чем может порадовать своего владельца.
В этом плане фара имеет три режима работы. Первый режим включается тогда, когда встречный автомобиль только попадает в освещаемую в данный момент зону. Электроника в этот момент уводит световой пучок левой фары в левую сторону. В результате водитель продолжает видеть ситуацию на встречной обочине, а едущий на встречу автомобиль остается, как бы, в тени.
Второй режим работы – полное отключение дальнего света. Происходит в момент, когда встречная машина приближается на такое расстояние, когда простого хода светового пучка в сторону недостаточно. После разъезда фара опять включается, и продолжает освещать дорожную обстановку на расстояние в полкилометра, сканируя эту зону на предмет наличия встречного потока.
Третий режим активируется тогда, когда встречный транспорт идет непрерывным потоком. В такой ситуации электроника полностью прекращает освещать данный участок ровно до того момента, пока встречная полоса опять не опустеет.
На этом потенциальный функционал лазерной адаптивной оптики не заканчивается. «Умные» фары также могут проецировать прямо на дорожном покрытии световые линии, по которым водитель может ориентироваться при парковке. Сюда стоит отнести и такие способности, как адаптивная подсветка дорожных знаков и разметки, изменение угла освещения при скоростной езде на плавных поворотах дороги и другие функции.
ДОСТОИНСТВА ЛАЗЕРНЫХ ФАР
Плюсов у лазерных автомобильных фар очень много. Из числа наиболее важных и полезных стоит отметить следующие:
Впечатляет, не так ли? Но не все так сладко и радужно.
СКОЛЬКО СТОЯТ ЛАЗЕРНЫЕ ФАРЫ?
Как и любая другая новинка в автомобильной сфере, лазерная технология освещения на заре своего развития стоит немалых денег. По этой причине такие фары пока что доступны только на последних моделях от именитых немецких концернов – BMW и AUDI. Причем идет лазерная оптика далеко не в базовой комплектации, а в качестве дополнительной опции, которая стоит, как хороший народный автомобиль в немного подержанном состоянии.
Для наглядного примера можно посмотреть на официальные цифры той же компании BMW. На сегодняшний день только одна лазерная фара для их модели Х7 обойдется без установки примерно в 5500 долларов. Сюда стоит также прибавить плату за установку и настройку оптики, так как эти операции пока что доступны только на сервисах у официального дилера. Там говорят, что за такую работу берут 100-120 долларов.
Однако любителям современных технологий не стоит расстраиваться. Достаточно только вспомнить ажиотаж, который несколько лет назад был вокруг ксенонового света и светодиодов. Тоже было неслыханно дорого и доступно только для тех, кто покупает авто за миллионы. А сегодня эти чудеса технологий буквально мешками продаются за вполне вменяемые деньги. Поверьте – то же самое будет и с лазерными фарами.
ИТОГИ
Несмотря на то, что лазерные фары по стоимости соответствуют сегодня целому автомобилю (хоть и б/у), за этой технологией будущее. Благодаря экономичности, способности повышать безопасность дорожного движения и адаптироваться под обстановку такое освещение очень быстро пойдет в массы, и будет устанавливаться на автомобили не только премиум класса. Поговаривают, что китайцы не дремлют, и уже сегодня предлагают нечто похожее. А прошло всего лишь пару лет с того момента, как эта новинка появилась в виде прототипа.