Reflektory samochodowe

Obudowa reflektora ma następujące zadania:

• nośnik wszystkich podzespołów reflektora (kable, odbłyśnik itp.)
• mocowanie do karoserii samochodu
• ochrona przed czynnikami zewnętrznymi (wilgoć, ciepło itp.)
• Jako materiał używane są tu tworzywa termoplastyczne.

Podstawowym zadaniem odbłyśnika jest odbijanie i kierowanie jak największej części strumienia świetlnego z żarówki w kierunku jezdni. Istnieją różne rodzaje odbłyśników, mające na celu optymalizację tego zadania.

O ile dawniej większość odbłyśników była produkowana z blachy stalowej, to ze względu na dzisiejsze wymagania stawiane reflektorom, np. tolerancje produkcyjne, kształt, jakość powierzchni, masa itp. stosowane są głównie tworzywa sztuczne (różnego rodzaju termoplasty). Są one wytwarzane z wysoką precyzją i powtarzalnością kształtu.

Pozwala to na tworzenie wielostopniowych i wielokomorowych systemów. Następnie odbłyśniki są lakierowane, aby uzyskać wymaganą jakość powierzchni. W przypadku reflektorów narażonych na znaczne obciążenia termiczne mogą być także stosowane odbłyśniki z aluminium lub magnezu. W następnym etapie nanoszona jest warstwa odbijająca z aluminium, a następnie krzemowa warstwa ochronna.

Ze względu na dokładnie odgraniczony tor promieni i wysoki strumień światła, w nowoczesnych reflektorach często stosowane są moduły projekcyjne. Dzięki różnym średnicom soczewek, funkcjom świetlnym i możliwościom montażu, takie moduły mogą być wykorzystywane w ramach bardzo indywidualnych koncepcji oświetleniowych.

Szyby z elementami optycznymi rozpraszającymi światło mają za zadanie takie odchylanie, rozpraszanie lub koncentrowanie strumienia świata zebranego przez odbłyśnik, aby uzyskać pożądany rozsył światła, np. granicę światła i cienia. Ta starsza standardowa koncepcja została jednak całkowicie wyparta przez systemy pozbawione elementów optycznych.

Również tak zwane „przezroczyste szyby” nie posiadają elementów optycznych. Służą one tylko do ochrony przed zanieczyszczeniami i wpływami atmosferycznymi.

Są one stosowane w następujących systemach reflektorów:

• soczewka wewnętrzna (system DE), do świateł mijania, drogowych (reflektory bi-ksenonowe) i przeciwmgłowych
• osobna szyba rozpraszająca wewnątrz reflektora, bezpośrednio przed odbłyśnikiem
• reflektory o geometrii swobodnej (FF), całkowicie pozbawione dodatkowych elementów optycznych

Konwencjonalne szyby rozpraszające są wykonane z reguły ze szkła, które nie może zawierać smug ani pęcherzyków powietrza. Ze względu na wyżej wymienione wymagania coraz częściej spotykane są szyby rozpraszające z tworzywa sztucznego (poliwęglanu, PC).

Jako alternatywa dla szkła ma ono wiele zalet:

• Wysoka udarność
• Mała masa
• Możliwość zachowania niższych tolerancji produkcyjnych
• Znacznie większe możliwości wzornicze
• Powierzchnia z powłoką specjalną odporną na porysowanie wg przepisów ECE i SAE

We współczesnych reflektorach rozsył światła na drogę oparty jest na dwóch różnych koncepcjach techniki oświetleniowej – technice odbłyśnikowej i technice projekcyjnej. O ile systemy odbłyśnikowe charakteryzują się wielkopowierzchniowymi odbłyśnikami umieszczonymi za przezroczystą lub wyposażoną w elementy optyczne szybą rozpraszającą, to systemy projekcyjne posiadają mały wylot światła z charakterystyczną soczewką.

Powierzchnia odbłyśnika ma kształt paraboloidy. Jest to najstarsza technologia rozpraszania światła stosowana w reflektorach. Odbłyśniki paraboloidalne stosuje się już jednak bardzo rzadko. Spotyka się je jeszcze niekiedy w reflektorach świateł drogowych czy dużych reflektorach H4.

A: Patrząc od przodu na odbłyśnik, do świateł mijania wykorzystywana jest górna część odbłyśnika (ilustracja A).

B: Źródło światła jest usytuowane tak, że światło wypromieniowywane do góry jest kierowane przez odbłyśnik zgodnie z osią optyczną na dół na jezdnię (ilustracja b).

C: Elementy optyczne szyby rozpraszającej zapewniają rozdział światła, spełniający wymogi ustawowe. Służą do tego dwa różnego kształtu elementy optyczne: profile cylindryczne pionowe do poziomego rozsyłu światła oraz struktury pryzmatyczne na wysokości osi optycznej, zapewniające taki rozsył światła, aby więcej światła padało na najważniejsze miejsca jezdni (ilustracja C).

D: Szyba rozpraszająca reflektora paraboloidalnego świateł mijania jest wyposażona w wyraźnie wyodrębnione elementy optyczne i zapewnia typowy rozsył światła (ilustracja D).

E: Typowy rozsył świateł mijania reflektora paraboloidalnego jako wykres drogowy Isolux (ilustracja E).

Reflektory zaprojektowane techniką swobodnych pól są wyposażone w odbłyśniki, których powierzchnia charakteryzuje się swobodnym układem przestrzennym. Możliwa jest ich kalkulacja i optymalizacja przy użyciu komputera. W naszym przykładzie odbłyśnik jest podzielony na segmenty, oświetlające różne obszary jezdni i otoczenia.

A: Dzięki specjalnej geometrii niemal wszystkie powierzchnie odbłyśnika mogą być wykorzystywane dla świateł mijania (ilustracja A).

B: Powierzchnie są tak ukierunkowane, że światło jest odbijane w dół na jezdnię przez wszystkie segmenty odbłyśnika (ilustracja B).

C: Odchylanie promieni światła i ich rozpraszanie jest zapewniane bezpośrednio przez powierzchnie odbłyśnika. Pozwala to na zastosowanie przezroczystych szyb rozpraszających bez elementów rozpraszających, zapewniających niezwykle klarowną optykę. Granica światła i cienia oraz oświetlenie prawego skraju jezdni są zapewniane przez poziomo ustawione segmenty odbłyśnika (ilustracja C).

D: Przykład rozsyłu światła na szybie rozpraszającej reflektora typu FF (ilustracja D).

E: Rozkład światła na płaszczyźnie jezdni można dostosować do indywidualnych życzeń i wymagań (ilustracja E).

Prawie wszystkie nowoczesne systemy reflektorów odbłyśnikowych dla świateł mijania są wyposażane w odbłyśniki o geometrii swobodnej (FF).

Tak samo jak reflektory DE, reflektory Super DE są reflektorami projekcyjnymi i mają identyczną zasadę działania. Powierzchnie ich odbłyśników są przy tym konstruowane w oparciu o technologię swobodnych pól FF. Reflektor ma następującą konstrukcję:

A: Odbłyśnik wychwytuje maksymalną ilość światła lampy (ilustracja A).

B: Wychwycone światło jest kierowane tak, aby jak największa jego ilość przechodziła przez przesłonę i następnie padała na soczewkę (ilustracja B).

C: Światło jest kierowane przez odbłyśnik tak, że na wysokości przesłony powstaje odpowiedni rozsył światła rzutowany następnie przez soczewkę na jezdnię (ilustracja C).

D: Typowy rozsył świateł mijania reflektora Super DE na szybie (ilustracja D).

E: Typowy rozsył świateł mijania reflektora Super DE jako rozkład natężenia oświetlenia drogi (ilustracja E)

Technologia FF zapewnia większą szerokość rozproszenia światła oraz lepsze oświetlenie poboczy jezdni. Światło można skupiać przy granicy światło-cienia, co pozwala na uzyskanie większego zasięgu i zapewnia wzrost komfortu jazdy w nocy. Prawie wszystkie nowe systemy reflektorów projekcyjnych do świateł mijania są wyposażane w odbłyśniki FF. Stosowane są soczewki o średnicy od 40 mm do 80 mm. Duże soczewki oznaczają wysoką moc świetlną, ale równocześnie dużą masę.

Ze względu na obszerność przepisów ustawowych przedstawiamy tutaj tylko najważniejsze z nich. Poniższe rozporządzenia zawierają najważniejsze wymogi dotyczące reflektorów głównych, ich właściwości i zastosowań:

76/761/EWG oraz ECE-R1 i ECE-R2
Reflektory świateł drogowych i mijania oraz żarówki

ECE-R8
Reflektory z H1 do H11 (oprócz H4), lampy HB3 i HB4

ECE-R20
Reflektory z lampami H4

Niemieckie przepisy dotyczące rejestracji pojazdów, StVZO, § 50
Reflektory świateł drogowych i mijania

76/756/EWG i ECE-R48
Montaż i zastosowanie

ECE-R98/99
Reflektory z lampami wyładowczymi

ECE-R112
Reflektory z asymetrycznym światłem mijania (również LED)

ECE-R119
Światła zakrętowe

ECE-R123
Advanced Frontlighting System (AFS)