Общие сведения
На автомобиле установлено большое число светосигнальных приборов при ограниченном пространстве для их размещения. Автомобиль имеет габаритные огни, сигналы торможения, указатели поворота, стояночные огни и световозвращатели.
Форма, размеры и расположение светосигнальных приборов должны отвечать установленным нормам и соответствовать внешнему виду модели автомобиля.
Отдельным считается световой прибор с одним или несколькими параллельно включенными источниками света и одной светящейся поверхностью, собранный в отдельном корпусе.
Комбинированный световой прибор имеет один источник света (или несколько параллельно включенных и одновременно светящихся источников света), один корпус, но две или несколько светящих поверхностей.
Совмещенный световой прибор имеет разные источники света или один, работающий в разных режимах, одну светящую поверхность и один корпус. Двухнитевая лампа в совмещенном световом приборе, объединяющем функции заднего габаритного огня и сигнала торможения, считается за два источника света.
Группированный световой прибор объединяет в одном корпусе несколько самостоятельных световых приборов с отдельными источниками света и отдельными светящими отверстиями. Каждый из сгруппированных вместе световых приборов может иметь несколько источников света и несколько светящих отверстий. В группированном световом приборе сигнальные фонари могут располагаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Расположение светосигнальных секций в задних левых группированных световых приборах показано на рис. 1.
Рис. 1. Расположение светосигнальных секций в задних левых группированных световых приборах: а - ВАЗ-2105; б - ВАЗ-2107; в - ВАЗ-2108, ВАЗ-2109; г - ГАЗ-3102; д - АЗЛК-2141; е - ЗАЗ-1102; 1 - указатель поворота (оранжевый); 2 - сигнал торможения (красный); 3 - фонарь заднего хода (белый); 4 - габаритный огонь (красный); 5 - световозвращатель (красный); 6 - противотуманный фонарь (красный); 7 - фонарь освещения номерного знака (белый)
На легковых автомобилях устанавливают встроенные фонари, поэтому трудно обеспечить их унификацию.
Выносные фонари широко используют на грузовых автомобилях. Их крепят к кронштейнам или другим деталям кузова.
Светосигнальные приборы должны быть хорошо опознаваемы, что достигается изменением силы света, цветности сигналов, а также проблесковым режимом их работы. В автомобильных светосигнальных приборах в основном используют красный, белый и оранжевый цвета.
Максимальная сила света светосигнальных приборов ограничена ввиду возможного ослепления водителей в темное время суток, а минимальная обусловлена способностью человека различать световой сигнал в солнечный день. В темное время суток светосигнальные приборы хорошо видны при силе света 2—12 кд. Для обеспечения видимости световых сигналов в солнечный день силу света необходимо увеличивать до 200—700 кд. Эти условия работы обеспечиваются двухрежимными указателями поворота и сигналами торможения. На режиме работы с уменьшенной силой света включаются дополнительные резисторы в цепи электроснабжения.
Светооптическая система сигнальных приборов рассеивает световой пучок в определенных углах геометрической видимости. Геометрическую видимость световых приборов характеризуют углами в вертикальной и горизонтальной плоскостях, ограничивающих зону телесного угла, в пределах которого световой сигнал должен быть виден без каких-либо помех (рис. 2). Автомобильные светосигнальные фонари имеют обычно асимметричное светораспределение. Горизонтальные углы их геометрической видимости значительно больше вертикальных. Требования к пространственному светораспределению зависят от функций, выполняемых светосигнальным прибором.
Рис. 2. Горизонтальные углы видимости сигнальных правых огней (левые огни симметричны правым): а - переднего габаритного огня и переднего указателя поворота; б - заднего габаритного огня и заднего указателя поворота; в - сигнала торможения однорежимного и двухрежимного; г - бокового указателя поворота при отсутствии передних и задних указателей; д - бокового указателя при отсутствии передних указателей; е - бокового повторителя указателей поворота.
Для всех светосигнальных фонарей и световозвращателей углы геометрической видимости в вертикальной плоскости составляют ±15°. Если высота установки светосигнального прибора меньше 1200 мм, угол геометрической видимости в сторону дорожного полотна можно уменьшить до -5°. В горизонтальной плоскости углы геометрической видимости ±80 и -45° для передних и задних габаритных огней и указателей поворота, ±45° для сигналов торможения и ±30° для задних световозвращателей.
Светораспределение светосигнального фонаря зависит от типа его оптической системы — линзовой или смешанной. В линзовой оптической системе требуемые сила света и светораспределение обеспечиваются одним рассеивателем (без отражателя). К приборам с линзовой оптической системой относятся габаритные и стояночные огни, боковые повторители указателей поворота и другие. Такие приборы состоят из корпуса 4 (рис. 3), лампы 3 накаливания и рассеивателя 1 с линзовыми или призматическими микроэлементами. Внутренняя поверхность корпуса может быть окрашена в белый цвет.
В смешанных оптических системах необходимое светораспределение создается отражателем 7 (рис. 4) и рассеивателем 8, Рассеиватель перераспределяет световой поток от отражателя и лампы 6. Непреобразованный световой поток от лампы улучшает светотехнические характеристики светосигнальных приборов. Благодаря большой силе света в заданных углах геометрической видимости, создаваемой смешанной оптической системой, ее применяют в сигналах торможения и указателях поворота. Световой поток лампы наилучшим образом используется при установке в корпус 1 параболоидного отражателя. Поверхность отражателя может быть получена при его изготовлении из стальной ленты, цинкового литья или пластмассы.
Рис. 3. Светосигнальный фонарь с линзовой оптической системой: 1 - рассеиватель; 2 - герметизирующая прокладка; 3 - лампа; 4 - корпус
Рис. 4. Сигнальный фонарь со смешанной оптической системой: 1 - корпус; 2 - штекерный разъем; 3 - пружинный контакт; 4 - монтажная панель; 5 - патрон лампы; 6 - лампа; 7 - отражатель; 8 - рассеиватель; 9 - винт крепления; 10 - резиновая прокладка; 11 - соединительный провод; 12 - болт крепления фонаря
Патрон 5 обеспечивает правильную установку лампы относительно отражателя и рассеивателя. Ось лампы должна совпадать с оптической осью отражателя. Герметизация светосигнального прибора с лампой накаливания периодического действия довольно сложная.
Задние габаритные и стояночные огни, световозвращатели и сигналы торможения — красного цвета. При одновременном включении габаритных огней и сигналов торможения они отличаются габаритной яркостью. Красный цвет лучше воспринимается периферическим зрением, лучше заметен ночью на фоне огней другого цвета и сохраняет монохроматичность при любой интенсивности. Передние габаритные огни и стояночные огни имеют белый цвет, проблесковые сигналы передних и задних указателей поворота, боковые габаритные огни и световозвращатели — оранжевый. Оранжевый цвет лучше распознается ночью на фоне включенных фар головного освещения и передних габаритных огней.
По европейским нормам впереди автомобиля не должно быть ни одного огня красного цвета.
Белый цвет сзади имеют фонари заднего хода (как и в передних световых приборах, он сигнализирует о движении автомобиля в сторону наблюдателя) и освещения номерного знака.
Габаритные огни
Два передних и два задних габаритных огня сигнализируют о наличии и примерной ширине автотранспортного средства. Прицепы и полуприцепы имеют два габаритных огня сзади, а при ширине более 1,6 м — еще два спереди. Автобусы с числом пассажирских мест более 10 дополнительно снабжены двумя верхними габаритными огнями спереди, а также сзади. Углы видимости этих огней +80° от вертикали, 4-5 и -20° от горизонтали. Сила излучаемого света вдоль оси 40—60 кд для передних и 2—12 кд для задних и верхних габаритных огней.
Габаритные огни располагаются на равном расстоянии от плоскости симметрии, на одинаковой высоте и в одной плоскости, перпендикулярной к продольной оси автомобиля.
Расстояние между габаритными огнями по ширине не менее 600 мм, высота их установки 400—1500 мм. Верхние габаритные огни автобусов расположены на расстоянии не более 400 мм от верхней плоскости «габарита». Такое же расстояние до плоскости бокового габарита всех габаритных огней.
На автотранспортном средстве длиной более 6 м установлены боковые габаритные огни оранжевого цвета. Фонари сигнализации открытых дверей указывают на увеличение габарита автомобиля.
Стояночные огни
Стояночные огни в отличие от габаритных расходуют меньше электроэнергии. Углы геометрической видимости двух белых стояночных огней спереди и двух красных сзади такие же, как габаритных огней.
Обычно стояночные огни совмещают или группируют с габаритными огнями. Разрешается включать стояночные огни только с одной стороны автомобиля, наиболее удаленной от соответствующего края дорожного полотна.
Указатели поворота
Каждый автомобиль должен иметь два передних и два задних указателя поворота, размещенных на одинаковой высоте (400—1500 мм) и на равном расстоянии от продольной плоскости симметрии автомобиля.
Повышенная информативность светового сигнала о повороте достигается усилением силы света и работой указателей поворота в проблесковом режиме. Частота мигания сигнала-указателя поворота 1—2 с-1. При меньшей частоте сигнал может быть не замечен во-время участниками движения. Сигнал с частотой мигания более 2 с-1 не воспринимается как мигающий. Сила света передних указателей поворота 175—700 кд, а задних 50—200 кд. Сила света задних двухрежимных указателей 175—700 и 40—120 кд соответственно днем и ночью.
Боковые повторители указателей поворота обязательны для автомобилей длиной более 6 м и для автомобилей с прицепами и полуприцепами. Боковые повторители указателей поворота могут быть установлены на всех автомобилях. Сила света их в переднем направлении 175—700 кд, а в заднем — 0,3—200 кд. Многие автомобили имеют аварийную сигнализацию о неисправности и вынужденной остановке на проезжей части дорожного полотна.
Аварийная сигнализация — включение всех установленных на автомобиле указателей поворота.
Сигнал торможения
Два задних сигнала торможения автомобиля включаются при срабатывании тормозных систем и сигнализируют о замедлении движения или остановке автомобиля. Расстояние между парными симметричными сигналами торможения не более 600 мм, высота установки 400—1500 мм. Сила света сигнала торможения на оси отсчета у однорежимных фонарей 40—100 кд, а у двухрежимных — 130—520 и 30—80 кд соответственно днем и ночью.
Дополнительные сигналы 1 торможения у задних стекол салона легкового автомобиля видны водителю, едущему сзади, при загрязнении основных сигналов 2 торможения, а также водителям нескольких следующих в колонне автомобилей (рис. 5), что обеспечивает их своевременную реакцию на изменение дорожной ситуации.
Рис. 5. Схема действия сигналов торможения
Фонари освещения номерного знака
Номерной знак освещается одним или двумя фонарями. Европейские нормы определяют допуски на неравномерность освещения номерного знака: минимальная освещенность таблицы 10 лк, а максимальная 490 лк. Удовлетворительную освещенность даже широкого номерного знака обеспечивают два одинаковых фонаря, расположенных вдоль ее длинной стороны. Яркость в контрольных точках таблицы номерного знака должна быть не менее 2,5 кд/м2. Разность яркостей между любыми точками таблицы, расположенными на расстоянии 1 см друг от друга, не должна превышать удвоенной минимально допустимой яркости.
Максимальное поле видимости номерного знака в вертикальной плоскости — в пределах угла ±5° от горизонтали и ±30° от вертикали. Углы видимости отсчитывают от перпендикуляра к соответствующему краю таблицы номерного знака. В любой точке таблицы угол падения луча света на ее поверхность — не более 82° (от края светового отверстия фонаря, наиболее удаленного от поверхности таблицы). При установке фонаря в рабочее положение излучаемый свет не должен быть виден в пределах углов ±30° в горизонтальной плоскости и ±15° в вертикальной. Угол измеряется по отношению к прямой, проходящей через одиночный источник света, или через середину отрезка прямой, соединяющей два источника света.
Фонари заднего хода
По конструкции и требованиям фонари заднего хода относятся к светосигнальным. Один или два фонаря заднего хода с рассеивателями белого цвета размещены в задней части автомобиля на высоте 400—1200 мм. Углы геометрической видимости фонарей при включении заднего хода +15 и -5° от горизонтали и ±45° от вертикали для одиночного фонаря и +45 и -30° от вертикали для двух парных фонарей. Фонари заднего хода автобусов обеспечивают углы геометрической видимости ±15° от горизонтали и ±45° от вертикали.
Опознавательные знаки
В автопоездах используются опознавательные знаки (рис. 6). При наличии прицепа три рядом расположенных огня оранжевого цвета установлены на крыше кабины тягача. Расстояние между огнями 150—300 мм. Углы геометрической видимости ±5° от горизонтали и ±80° от вертикали.
Рис. 6. Опознавательные знаки автопоездов: 1 - опознавательные знаки; 2 - передние световозвращатели; 3 - задние световозвращатели
Прицепы оборудуют сзади габаритными огнями, указателями поворота и сигналами торможения, которые дублируют соответствующие светосигнальные приборы автомобиля-тягача и загораются одновременно с ними.
Фонарь преимущественного проезда
Этот фонарь с мигающим огнем расположен на крыше автомобиля, пользующегося правом преимущественного проезда (пожарная, милицейская, скорой помощи). Видимость огня в горизонтальной плоскости круговая.
Световозвращатели
Это пассивные светосигнальные приборы с возвратно-отражающи-ми оптическими элементами. Они предназначены для обозначения габаритов автомобиля в темное время суток путем отражения света, излучаемого источником, находящимся на другом автотранспортном средстве (см. рис. 6).
Кубические световозвращатели состоят из трехгранных ячеек с углом между гранями 90° (рис. 7). Грани ячеек расположены на внутренней стороне световозвращателя. Трехгранная ячейка представляет собой часть куба, отсеченную плоскостью, перпендикулярной к диагонали ячейки и обычно являющейся плоскостью внешней поверхности светоотражателя. Диагонали всех ячеек световозвращателя параллельны между собой и продольной оси автомобиля. Поток света входит в светоотражатель со стороны наружной гладкой поверхности и после трехкратного отражения от граней ячейки выходит в обратном направлении. Прямоугольная трехгранная призма обеспечивает отражающий эффект с достаточной силой света при небольшой площади поверхности и глубине оптического элемента световозвращателя. Направления падающих и отраженных лучей практически совпадают при изменении угла падения по отношению к диагонали в пределах ±20°.
Рис. 7. Трехгранные ячейки кубических световозвращателей
По два передних и задних световозвращателя соответственно белого и красного цвета устанавливают симметрично относительно продольной плоскости автомобиля. Требования к установке парных световозвращателей такие же, как рассмотренные выше. На автомобилях и автобусах большой длины имеются боковые световозвращатели оранжевого цвета.
Требования к задним красным треугольным световозвращателям прицепа аналогичны требованиям к задним световозвращателям одиночных автомобилей. Прицепы имеют спереди два белых светоотража-теля любой формы (кроме треугольной) для обозначения ночью прицепа, если он стоит на обочине дороги или его ширина превышает ширину тягача. Передние светоотражатели расположены на расстоянии не более 150 мм от плоскости бокового габарита прицепа.
Противотуманные фонари
В меньшей степени при движении в тумане автомобиль защищен от наездов сзади. Задние габаритные огни в этом случае малоэффективны. Поэтому на автомобили устанавливают задние противотуманные фонари красного цвета с повышенной силой света. Сила света заднего противотуманного фонаря в рабочей зоне должна быть в 100—300 раз больше силы света габаритных огней. Его светораспределение с большим углом рассеяния светового пучка в горизонтальной плоскости аналогично светораспределению противотуманных фар. Задний противотуманный фонарь должен быть виден водителю приближающегося автомобиля в виде вытянутого вдоль его горизонтальной оси прямоугольника равномерной яркости. При средней яркости 104 кд/м2 расстояние обнаружения противотуманного фонаря в окружающей среде малой прозрачности в 2 раза больше расстояния, при котором различимы контуры автомобиля. Силу света и яркость задних противотуманных фонарей ограничивают. Слишком яркие фонари могут вызвать у водителей других автотранспортных средств состояние дискомфорта. Задние противотуманные фонари особенно эффективны в дневное время, когда резко возрастает интенсивность движения.
Один или два задних противотуманных фонаря устанавливают на высоте 250—1000 мм. Одиночный фонарь целесообразно располагать посередине задней части автомобиля или в той его части, которая обращена к осевой линии дорожного полотна. Если задний противотуманный фонарь не является составной частью горизонтального блока сигнальных фонарей, желательно его устанавливать выше или ниже блока. Более высокое расположение задних противотуманных фонарей по сравнению с противотуманными фарами позволяет уменьшить вуалирование их пеленой, создаваемой светом противотуманных фар.
Блоки фонарей
На автомобиле ГАЗ-3102 сзади с каждой стороны установлены по два группированных фонаря ФП118-Л, ФП119-Л (левые) и ФП118-П, ФП119-П (правые). Левые и правые фонари не взаимозаменяемы.
В одном корпусе фонарей ФП118-Л и ФП118-П объединены габаритный огонь и указатель поворота с рассеивателями соответственно красного и оранжевого цвета. Фонари ФП119-Л и ФП119-П включают сигнал торможения и противотуманный фонарь с рассеивателями красного цвета, фонарь заднего хода с бесцветным рассеивателем и световозвращатель, находящийся в рассеивателе сигнала торможения. В задней части автомобиля все сигнальные огни размещают в одну линию.
В передней части автомобиля ГАЗ-3102 в одну линию с фарами головного освещения установлены правый и левый одиночные указатели поворота оранжевого цвета УП118-П и УП118-Л. Рассеиватели указателей поворота задних фонарей ФП118-Л, ФП118-П и передних указателей поворота УП118-Л и УШ 18-П, огибают крылья автомобиля, что позволяет наблюдать сигналы предстоящего маневра спереди, сзади и сбоку. Такие же указатели поворотов 21.3726 (левый) и 211.3726 (правый) установлены на легковых автомобилях.
Задние группированные световые приборы легкового автомобиля (рис. 8) включают фонари указателя поворота, сигнала торможения, заднего хода, противотуманный, габаритного огня и световозвращатель. Световозвращатель 11 встроен в рассеиватель 10. Отражающие поверхности выполнены непосредственно на пластмассовом корпусе 1. Светосигнальные секции разделены перегородками 12.
Рис. 8. Задние группированные световые приборы легкового автомобиля: а - 311.3716 правый; б - 31.3716 левый; 1 - корпус; 2 - лампа А12-21-3 противотуманного фонаря; 3 - шпилька; 4 - лампа А12-21-3 фонаря заднего хода; 5 - штекер подсоединения провода на массу; 6 - соединительная колодка жгута проводов; 7 - лампа А12-21-3 сигнала торможения; 8 - лампа А12-5 габаритного огня; 9 - лампа А12-21-3 указателя поворотов; 10 - рассеиватель; 11 - световозвращатель; 12 - перегородки; 13, 15 - прокладки; 14 - основание с ламподержателями
В задних группированных световых приборах 362.3716 (левый) и 363.3716 (правый) автомобиля ЗАЗ-1102 лампы светосигнальных секций установлены на печатной плате 7 (рис. 9).
Рис. 9. Задний группированный световой прибор автомобиля ЗАЗ-1102: 1 - лампа А12-5 фонаря освещения номерного знака; 2 - лампа А12-21-3 противотуманного фонаря; 3 - лампа А12-21-3 фонаря заднего хода; 4 - лампа А12-21-5 габаритного огня и сигнала торможения; 5 - лампа А12-21-3 указателя поворота; 6 - уплотнительная прокладка; 7 - печатная плата; 8 - корпус; 9 - рассеиватель
На грузовых автомобилях применяют передний и задний группированные фонари ПФ 130 и ФП130. Двухсекционный круглый передний фонарь ПФ 130 (рис. 10, а) объединяет в одном корпусе 1 указатель поворота с лампой мощностью 21 Вт и габаритный огонь с лампой мощностью 5 Вт. Секции сигнальных огней разделены непрозрачной перегородкой 3. Указатель поворота, размещенный в верхней секции фонаря, имеет смешанную светооптическую систему с параболическим отражателем и оранжевым рассеивателем. Нижняя секция фонаря с бесцветным рассеивателем габаритного огня имеет линзовую светооптическую систему.
В трехсекционном заднем фонаре ФП130 (рис. 10, б) прямоугольной формы функции указателя поворота выполняет крайняя наружная по отношению к кузову секция со смешанной светооптической системой. Средняя секция габаритного огня имеет линзовую систему, а третья секция сигнала торможения — смешанную. Световозвращатель красного цвета находится в специальном углублении в рассеивателях задних фонарей между сигналом торможения и габаритным огнем. Левый задний фонарь имеет вставку из бесцветной пластмассы, через которую освещается номерной знак.
Рис. 10. Унифицированные светосигнальные фонари для грузового автомобиля: а - передний ПФ 130; б - задний ФП130; 1 - корпус; 2 - рассеиватель; 3 - перегородка; 4 - лампа; 5 - ламподержатель