Fényszórók Funkciók és rendszerek összehasonlítása www.hella.com/techworld
A modern gépjárművek fényszórói Az utóbbi két évtizedben sok újítás történt az autógyártásban. Az egyre szigorodó károsanyag kibocsátási normák révén hatalmas energiát fektettek és fektetnek ma is a motor és hajtásrendszer fejlesztésbe. A hibrid vagy elektromos hajtáshoz hasonló alternatív technológiák egyre fontosabbá válnak. Az ismert energiahordozók mellett az autógáznak, földgáznak, biodízelnek és hamarosan a hidrogénnek is köszönhetően további alternatívák kínálkoznak. A nagyobb biztonságra vonatkozó igények és a baleset-megelőzésre irányuló fejlesztések szintén újítások sorát hozta az autógyártásban. Ilyenek a különböző légzsákrendszerek, integrált visszatartó rendszerek (Pre-Safe), ABS, ESP, ACC, sávváltóasszisztens stb., csak hogy néhányat említsünk. Mindemellett talán az elektrotechnikai fejlődés érte el a legmagasabb szintet. A vezérlőegységek száma növekszik, az internetelérést és műholdas kommunikációt kínáló önvezető járművek pedig már az ajtón kopogtatnak. A jármű világítástechnika időbeli fejlődését tekintve kissé visszafogottabbak voltak a mérnökök. 1957 óta létezik az aszimmetrikus tompított fényszóró, és a klasszikus távolsági fényszóró is nagyjából negyven évvel ezelőtt kezdte bevilágítani az országutakat. A fényforrásokat tekintve sincs kivétel ezen a téren. 1971-ben került a piacra az első H4 fényszóró, a kilencvenes évek elején aztán a xenon technológia, majd 2007- ben az első full-led szériafényszóró. Különböző tényezőktől vezérelve (dizájn, kitűnés a versenytársak közül stb.), a világításfejlesztés olyan méreteket ölt, amit szinte már lehetetlen követni. A járműtől és a vásárló igényétől függően a modern járműveket intelligens világításrendszerekkel lehet felszerelni. Ezek a környezeti hatásoknak (eső, köd, sötétség stb.) és a vezetési szituációknak megfelelő fényelosztást biztosítanak. Mindezt ráadásul a sofőr beavatkozása nélkül. Az ilyen fényszórórendszerekhez azonban speciális tudásra van szükség a műhelyekben is. Legyen szó a fényelosztások különböző karakterisztikájáról vagy a gyártók vizsgálati és beállítási előírásairól. A bemutatott példák mutatják, mennyire különbözőek lehetnek a modern fényszórók fényeloszlásai, melyek a fényszóró-beállító készülék segítségével értékelhetők.
Tompított fényszóró 4 Távolsági és országúti fényszóró 7 Távolságifényszóró-asszisztens 9 Modern távolságifényszóróasszisztensrendszerek 11 2 3
Tompított fényszóró A tompított fényszóró a járművilágítás fontos része, használatát törvény írja elő valamennyi járműre vonatkozóan. Elsősorban az úttest közelre irányuló biztos kivilágítására szolgál a jármű előtt, miközben nem vakíthatja a forgalom többi résztvevőjét. Ezért különleges követelmények vonatkoznak a fényerőre és a rendszerint aszimmetrikus fényelosztásra. A tompított fényszóró arról is gondoskodik, hogy a járművet könnyedén észrevegye a sötétben a forgalom többi résztvevője. Halogén tompított fényszórók A fényelosztás egyértelműen mutatja az aszimmetrikus fényrész 15 -os emelkedését. Ebből adódik a mindmáig legelterjedtebb fényelosztás. Az aszimmetrikus rész tartós emelkedése is jellemző erre a karakterisztikára. A halogén fényforrás miatt fehéres-sárgás színű a fény. -5º -4º -3º -2º -1º 0º +1º +2º +3º +4º +5º A fényelosztást szemléltető grafikonon a fény szimmetrikus része a függőleges nulla vonaltól balra (szembe jövő forgalom) pontosan a szaggatott világos-sötét határvonal alatt fut. Ezáltal elkerülhető a szemből érkezők vakítása. A saját sáv és az úttest jobb szélének biztosabb belátása érdekében az aszimmetrikus fény-elosztás növeli a hatósugarat.
Bi-xenon tompított fényszórók Az ábrán látható tompítottfény-elosztás laposabb (12 -os) emelkedést mutat a fény aszimmetrikus részén. Egyre több fényszórónál 12 és 75 között mozog az emelkedés értéke. Az aszimmetrikus fényrész a csúcsban törést mutat, amely nem jelent hibát a fényszóróban. Erre a karakterisztikára a magas fényintenzitás miatt szükség van annak érdekében, hogy a fényelosztással ne lehessen túllépni az ECE-rendeletekben előírt lux értékeket. A xenonos rendszer és a vele járó magasabb Kelvin érték miatt fehéres-kékes színű a fény. -5º -4º -3º -2º -1º 0º +1º +2º +3º +4º +5º A függőleges nulla vonaltól (szembe jövő forgalom) balra az ábrán látható fényelosztási grafikonon a szimmetrikus fényrész pontosan a szaggatott világos-sötét határvonal alatt fut. A szemből érkezők vakítása ezáltal elkerülhető. Az aszimmetrikus fényelosztás növeli a látótávolságot a saját sávon belül és az úttest szélén. 4 5
LED-es tompított fényszórók Az aszimmetrikus fényrész emelkedése jelen tompítottfényelosztás esetében hasonló a bi-xenon rendszernél látottakkal. Az aszimmetrikus fényrész törést mutat a csúcsban (lásd a nyilat). Ez nem jelent hibát a fényszóróban. Az emelkedés arra szolgál, hogy jobban és hamarabb észre lehessen venni a terelőoszlopokat, illetve az út másik oldalának határát. -5º -4º -3º -2º -1º 0º +1º +2º +3º +4º +5º A grafikonon a szimmetrikus fényrész a függőleges nulla vonaltól balra (ellenkező irányú forgalom) pontosan a szaggatott világos-sötét határvonal alatt fut. A szemből érkezők vakítása ezáltal elkerülhető. A bal oldalon azonban jól látható a fényelosztás kis mértékű aszimmetrikus emelkedése.
Távolsági és országúti fényszóró A tompított fényszóró mellett a távolsági fényszóró a járművilágítás részeként szintén kötelező. A tompított fényszóróval ellentétben a távolsági fényszóró az úttest lehető legjobb megvilágítására szolgál. Használatára ezért elsősorban szembejövő forgalom nélküli, rosszul belátható és sötét szakaszokon kerül sor, amelyeken a távolsági fényszóró jelentősen növeli a látótávolságot és ezáltal a biztonságot még nagy sebességnél is. A távolsági fényszóró emellett még a fénykürt használatára szolgál. Klasszikus távolsági fényszóró LED-es távolsági fényszóró A képeken/vizsgálóernyőkön látható fényelosztás egyértelműen mutatja a klasszikus és a LED-es távolsági fényszórók közti különbségeket. Hiszen amíg a klasszikus távolsági fényszóró inkább pontszerű vagy ovális megvilágítást mutat a központi jelölés (kis négyzet) körül, addig a bemutatott LED-es távolsági fényszóró sokkal nagyobb felületet képes meg-világítani. A legmagasabb fényintenzitás itt is a központi jelölés körül tapasztalható, azonban a fényszóró által kibocsátott nagyobb fénymennyiség miatt nagyobb területen osztható el a fény. 6 7
LED-es országúti fényszórók Ez a fényelosztás csak meghatározott sebességtől aktiválódik. Gyártótól függően 50 és 80 km/h között. -5º -4º -3º -2º -1º 0º +1º +2º +3º +4º +5º A (grafikonon ábrázolt) világos-sötét határvonal bal oldali tartományban való emelkedése által javul az úttest és az oldalsó területek megvilágítása. Az aszimmetrikus fényrész 60 -kal meredekebb, a töréspont pedig már sokkal hamarabb észrevehető.
Távolságifényszóró-asszisztensek A távolsági fényszóró alapvetően sok előnyt kínál, hiszen jelentősen javítja a látási viszonyokat a sofőr számára. Azonban gyakran nehezen tudja megítélni a sofőr, hogy mikor vakítja a világítás a szemből érkezőket vagy elhaladókat a távolsági fényszórót ezért sokszor túl hamar lekapcsolják vagy egyáltalán nem is használják. Pontosan emiatt alkalmaznak egyre többször innovatív, csúcsmodern asszisztensrendszereket. Ezek vakításmentes távolsági fényről gondoskodnak, amely automatikusan az adott forgalmi viszonyokhoz igazodik. A sofőr így sokkal nyugodtabban és biztonságosabban vezethet. Vakításmentes távolsági fény függőleges világos-sötét határvonallal (vhdg) Az elv egyszerű: vezetés folyamatosan bekapcsolt távolsági fényszóróval. A szokványos tompított fényszóró kompromisszumot jelent. Minimalizálnia kell a forgalom többi résztvevőjének vakítását, ugyanakkor a sofőr számára megfelelően meg kell világítania az úttestet. Nagyobb sebességnél és kanyargós útszakaszokon azonban a hagyományos tompított fényszóró már nem mindig nyújt optimális megoldást. Az úgynevezett vakításmentes távolsági fény a folyamatosan bekapcsolt távolsági fényszóró elvén alapul; a sofőrnek nem kell félnie attól, hogy a szembe jövő autósokat elvakítja. Kamera alapú érzékelés A szélvédő mögött elhelyezett kamera (attól függően, hogy mely gyártótól származik) már akár 850 m-es távolságból is észleli a szemből érkező és elhaladó járműveket a világításukról. A kiértékelő elektronikával együtt a kamera képes arra, hogy rögzítse és felmérje a forgalmi szituáció számos vizuális aspektusát, és észlelje a veszélyeket, ily módon reagálva a megváltozott körülményekre. 8 9
dinamikus fényelosztás Kitakarás ellenkező irányú forgalomnál Kitakarás előrébb haladó járműnél A fényszórók vezérlése a kamera képadatainak megfelelően történik, így a forgalom vakítással veszélyeztetett résztvevői automatikusan kitakarhatók a távolsági fényszóró fényelosztásából. Egy fényalagút jön létre azáltal, hogy az észlelt jármű a sötétben marad, miközben a fényintenzitás nem magasabb egy luxnál. Ez az alagút ráadásul dinamikusan tudja követni az észlelt járművet, kiterjedése pedig változtatható. A bal oldali ábrán látható az ellenkező irányú forgalomnál történő kitakarás. A jobb oldali ábra azt az esetet mutatja, amikor előttünk halad egy jármű. A jármű előtti területet folyamatosan a tompított fényszóróéhoz hasonló fényelosztású fény világítja meg. A kameraadatok és a fényszórók intelligens vezérlése alapján a fényelosztás automatikusan a forgalmi helyzethez igazodik, így a sofőr számára megmarad a távolságifény-elosztás, ami a normál tompított fényhez képest sokkal nagyobb látótávolságot eredményez. A veszélyforrások így időben felismerhetők és a balesetek elkerülhetők.
Távolságifényszóróasszisztensrendszerek a műhelyekben A beépített asszisztensrendszerekkel ellátott távolsági fényszóró karbantartását illetően a műhelyek a legkülönbözőbb változatokkal szembesülnek. Gyártótól és modelltől függően a klasszikus rendszereknél a tompított fényszóróval együtt vagy a gyártói előírások szerint külön történik a beállítás. A csúcsmodern új fényszórórendszereket diagnosztikai berendezéssel kalibrálható az adott vezérlőegységgel együtt. Távolságifényszóró-asszisztensrendszerek Gyártótól függően a távolsági fényszóró-asszisztenssel felszerelt járművek különleges bánásmódot igényelnek. Egyes gyártóknál a vakításmentes távolsági fényt a tompított fényszóróval együtt kell beállítani. A rendszert csak ügyfélpanaszok esetén vizsgálják át. Más gyártóknál viszont kötelező az átvizsgálás, illetve a beállítás. A beállítás előtt a járművet a törvényi előírások (megfelelő abroncsnyomás, helyes tömeg stb.) és a gyártói adatok szerint elő kell készíteni. A világítórendszer ezt követő beállításához a fényszórómodulokat diagnosztikai berendezés segítségével alapállásba kell állítani. Néhány távolsági fényszóró asszisztensrendszeréhez speciális vizsgálóernyőre is szükség van egy analóg fényszóró-beállító készülékben. A Hella Gutmann Solutions SEG IV sorozata rendelkezik ilyen vizsgálóernyővel. A fényszórómodulokat ilyenkor meghatározott pozícióba mozgatják és bekapcsolják a vakításmentes távfényszóró funkciót, ahogyan az a grafikonon bemutatott bal oldali fényszóró példáján látható. -5º -4º -3º -2º -1º 0º +1º +2º +3º +4º +5º Ezután a fényelosztás függőleges vonalát (narancssárga nyíl) pontosan a vizsgálóernyő központi jelölésére, illetve nulla vonalára kell állítani. Az új beállítást ezután normál állásként kell elmenteni. A vakításmentes távfényszóró esetében kötelező a helyes beállítás, különben a forgalom többi résztvevőjét a fényszóró rendkívül vakíthatja. A jobb oldali fényszóró beállítását azonos módon kell végrehajtani. 10 11
Modern távolságifényszóró-asszisztensrendszerek Vannak olyan fényszórók is, amelyeknél már nem állnak rendelkezésre beállítócsavarok a távolságifény-elosztás beállítására. Így például a Matrix Beam fényszórós új Audi A8 esetében sem. A Matrix LED fényszórók lényege a mechanikamentes rendszerrel megvalósuló vakításmentes távolsági világítás. Segítségével az autósok folyamatosan használhatják a távolsági fényt anélkül, hogy vakítanák a szemből érkező vagy elhaladó forgalmat. A szemből érkező és elhaladó járműveket kamera észleli, és az egyes LED-ek lekapcsolása vagy elsötétítése által a másodperc tört része alatt kitakarja a távolságifényelosztásból. A Matrix technológia az első olyan rendszer, amely egyszerre több világítási alagutat képes nyitni, például abban az esetben, ha több szemből érkező jármű halad egymás mögött. A távolsági fény kihagyja a szemből érkező járműveket, miközben a járművek közötti, valamint a tőlük jobbra és balra eső területeket továbbra is kivilágítja. Ha már nincs több jármű a sofőr látóterében, akkor a rendszer teljes erejű távolsági fényre kapcsol át. A többi jármű célzott kitakarása mellett a Matrix távolsági fényszóró fénycsóvája a vezetési szituációhoz igazodik, például kanyarokban. Ennek során a fénycsóva intenzitása a LED-ek különböző kapcsolásával variálható oldalt, vagy az úttest közepére irányítható. Ez jelentősen javítja a sofőr látását éjszaka, egyúttal megszünteti a szemből érkezők vakításának biztonsági kockázatát.
A Master LED fényelosztása -5º -4º -3º -2º -1º 0º +1º +2º +3º +4º +5º -5º -4º -3º -2º -1º 0º +1º +2º +3º +4º +5º Ennél a fényszórórendszernél 25 önálló LED felel a távolsági fény elosztásáért. Mindegyik LED külön-külön be- és kikapcsolható. Ennél a fényszórórendszernél is diagnosztikai teszterre van szükség ahhoz, hogy a fényelosztást ellenőrizzék, illetve beállítsák. A jármű előkészítése után a diagnosztikai teszterrel bekapcsolják az egyik LED-et, az úgynevezett Master LED-et. A fényelosztás pozíciója alapján történik az értékelés. A bal oldali ábra mutatja a belső világos-sötét határvonal helyes pozícióját a vizsgálóernyő nulla vonala mentén. Az e pozíciótól való eltérések esetén a korrekciós értéket (nulla vonaltól való távolságot) diagnosztikai teszteren keresztül továbbítani kell az érintett vezérlőegységnek. Az ábrák a bal oldali fényszórót mutatják. A jobb oldali fényszóró kiértékelését azonos módon kell végezni. 12 13
Az úgynevezett kék szegély Ez a világítástechnikai jelenség egyre többször fordul elő témaként a különböző beszámolókban. De miről is van szó pontosan? Kék szegélynek nevezzük a fény azon részét, amely a világos-sötét határvonal tartományában van, és sokszor kékes-fehér színt mutat. A szegély mértéke és intenzitása több tényezőtől függ. Néhány példa: 1. A vetítőmodul lencseanyaga A gyűjtőlencse anyaga miatt, amely lehet üveg, PMMA vagy PC is, a fénytörés, illetve a fényszórás különböző. Ez befolyásolja a fény színét. 2. A fényforrás pozíciója a blendéhez képest A fényforrások különböző távolságokban és (függőleges) pozíciókban vannak felszerelve a blendéhez képest. Ezáltal a blende különbözőképpen töri meg vagy íveli a fényt. Gyűjtőlencse 3. Visszaverő és vetítőrendszer A fényvetítés, illetve a fókuszálás jellege és módja ugyancsak hatással van a világos-sötét határvonalra. Egy visszaverő rendszernek rendszerint nincs olyan erős kék szegélye, mint egy vetítőrendszernek. Ennek oka az úgynevezett keménységi fok. Ez a világos-sötét átmenetet írja le (világos-sötét határvonal). A blende miatt a vetítőrendszerek keménységi foka magasabb. Fényforrás Blende
Döntő tényezők áttekintése A modern fényszórók fényelosztásának ellenőrzésekor és beállításakor figyelembe kell venni néhány fontos dolgot. Csak a fényelosztás megfelelő elemzésével válik lehetővé a helyes beállítás. Ezért az e területen szükséges szaktudás egyre nagyobb jelentőséggel bír. Különösen a távolságifényszóróasszisztensrendszerek esetében kell ügyelni a gyártói előírásokra. A jármű útfelfekvési síkját és a fényszóróbeállító készüléket tekintve szintén elengedhetetlen a határértékek betartása. Nem utolsósorban a szükséges felszerelés is fontos szerepet játszik, hiszen csak diagnosztikai berendezés és megfelelő fényszóróbeállító készülék segítségével lehet szakszerűen ellenőrizni és beállítani a modern világítórendszereket. További információk: www.hella-gutmann-solutions.com 14 15
HELLA Hungária Gépjárműalkatrész-Kereskedelmi Kft. 1139 Budapest, Forgách u. 17. Tel.: 06-1-450-2150 Fax: 06-1-239-1602 e-mail: info@hellahungaria.hu Internet: www.hella.hu HELLA KGaA Hueck & Co., Lippstadt J00807/09.14 Az itt közölt tényekre és árakra vonatkozó információ módosításának joga fenntartva Printed in Germany