2019-09-12

Ewolucja świateł – jak zmieniły się reflektory i jak poprawia to bezpieczeństwo?

Pól wieku w motoryzacji to naprawdę dużo – zestawiając współczesny pojazd z autem sprzed 50 lat widać wyraźne różnice w kształcie karoserii i w zastosowanych rozwiązaniach konstrukcyjnych. Przez ten czas poprawiły się osiągi i komfort jazdy. Największe zmiany zaszły jednak w poziomie ochrony pasażerów i innych uczestników ruchu. Nie byłoby to możliwe, gdyby nie rozwój oświetlenia – jednego z najważniejszych elementów zapobiegających wypadkom drogowym.
Ewolucja żarówki halogenowej

Pod koniec lat 60. motoryzacja zachwycała się przełomową żarówką halogenową. Stanowiła ona znaczny postęp, bo zapewniała istotnie dłuższą żywotność niż żarówka tradycyjna i jednocześnie porównywalne parametry przez cały okres użytkowania. Pierwsza żarówka halogenowa (H1) zapewniała więcej światła niż dotychczasowe, ze względu na mocniejszy strumień świetlny.

Oczywiście inżynierowie przystąpili do wprowadzania kolejnych poprawek, bo oświetlenie drogi przed autem, zwłaszcza po zmroku, nadal było piętą achillesową ówczesnych pojazdów. Często kończyło się to tragicznymi zdarzeniami drogowymi, których w warunkach odpowiedniej widoczności udałoby się uniknąć. Dlatego, już w 1970 roku, wprowadzono żarówkę H4, o podwójnej konstrukcji – jedna żarówka, zarówno dla reflektorów mijania jak i drogowych. To poprawiło widoczność wszędzie tam, gdzie kierowca mógł zgodnie z kodeksem drogowym używać świateł drogowych. Taki produkt ma jednak wadę – nie można włączyć obu rodzajów jednocześnie, bo grozi to przegrzaniem i przepaleniem.

W kolejnych latach konstruktorzy skupiali się nad poprawą konstrukcji aut. W dotychczasowych żarówkach H1 i H4 układ optyczny, odbijający blask żarówki i kierujący ją na drogę, w znacznym stopniu odpowiadał za końcowy efekt. Wymuszało to duże i dość proste w kształtach przednie reflektory (okrągłe lub prostokątne) – czego dobrym przykładem są lampy Škody 105 i 120 z lat 80.

Samochody stawały się jednak coraz bardziej aerodynamiczne, by zużywać mniej paliwa. To oznaczało konieczność zmniejszenia przednich świateł. By nie dopuścić do pogorszenia widoczności, wprowadzono reflektory soczewkowe, w których żarówka była umieszczona w soczewce skupiającej blask na drogę przed pojazdem. To poprawiło widoczność bezpośrednio przed autem, ale wielu kierowców narzekało na niedostateczne rozproszenie – w pierwszych modelach soczewkowych granica świecenia była wyraźnie widoczna.

Dlatego produkt poprawiono, dodając do nich układ rozpraszający. Znacznie pomogło także wprowadzenie żarówki H7 – najlepszego wcielenia halogenu, stosowanego do dnia dzisiejszego w autach. Kolejna generacja umożliwiła precyzyjne uformowanie światła, jeszcze lepszą wydajność i niezłą trwałość. Dziś żarówki wymienia się naprawdę rzadko, jeśli tylko korzysta się z produktów wysokiej jakości i montuje je w odpowiedni sposób.

Nowa technologia to nowa jakość oświetlenia

Przełomem okazał się żarnik ksenonowy – na początku lat 90. dostępny jedynie w autach luksusowych. Szybko okazało się, że nowy standard to znaczna poprawa bezpieczeństwa. Samochody wyposażone w popularne „ksenony” od razu wyróżniały się na drodze. Zapewniały znacznie lepszą widoczność, a zasięg i szerokość jasnego strumienia była nieporównywalnie większa niż dotychczas. Dla kierowcy oznaczało to szybsze dostrzeżenie niebezpieczeństwa – na nocnej autostradzie wcześniej można było zauważyć pojazd na pasie awaryjnym, a doświetlenie poboczy ułatwiało dojrzenie pieszych.

Charakterystyczna biało-niebieska barwa jest bardziej naturalna dla oczu, bo bliższa oświetleniu dziennemu, co prowadzi do mniejszego zmęczenia oczu kierowcy. Jednak pierwsze światła ksenonowe świeciły tak mocno, że często oślepiały. Konieczne było montowanie do nich dodatkowego układu poziomowania oraz spryskiwaczy – to sposób na zapewnienie im zawsze idealnych warunków pracy. Dlatego to rozwiązanie, pomimo swojej skuteczności i wysokiej trwałości (nawet do 10 lat pracy dla jednego żarnika), było używane początkowo jedynie w droższych pojazdach.

Drobne, ale istotne modyfikacje

Równocześnie rozwijano oświetlenie halogenowe, upowszechniając stosowanie żarówek H7 oraz zmieniając ryflowane szkła przednich lamp na gładkie, plastikowe. Pozwoliło to na śmielsze projekty, które nie tylko lepiej wyglądały, ale także lepiej oświetlały drogę.

Wiek XXI to zaprezentowanie reflektorów biksenonowych, czyli wyeliminowanie jednej z wad nowego źródła światła – żarnik potrzebował wysokiego napięcia w momencie rozruchu i każde uruchomienie wpływało na trwałość. Nie nadawał się zatem do użycia jako lampa drogowa, ze względu na ich częste włączanie i wyłączanie. W roku 2000 rozpoczęto stosowanie popularnych „ksenonów” z aktywną przesłoną, która odsłaniała część odpowiedzialną za światła drogowe w momencie ich uruchomienia. Taki zaawansowany produkt jest do dziś stosowany w wielu autach m.in. w najnowszej Škodzie Superb.

Diody LED – nowe możliwości dla konstruktorów

Kolejnym etapem rozwoju stały się reflektory typu LED, wprowadzone jako lampy mijania i oświetlenie do jazdy dziennej. Tutaj dioda stanowi zintegrowany niewielki element, który świeci w określonym kierunku. Nie ma zatem potrzeby budowy odbłyśników, które po jakimś czasie tracą swoje właściwości. Ze względu na wysoką precyzję wykonania i brak możliwości popełnienia błędu montażowego zawsze zapewniają poprawne oświetlenie. Kierowcy doceniają także inną zaletę – LED-y praktycznie nie oślepiają, dlatego można było zrezygnować z samopoziomowania i układu oczyszczania. Kierowcy takich aut nie są już narażeni na mruganie światłami drogowymi przez innych uczestników drogi, bo nikogo nie denerwują oślepianiem.

Początkowo takie rozwiązania stosowane były w najdroższych konstrukcjach, ale obecnie ta technologia montowana jest także w samochodach popularnych – choćby w najnowszej Škodzie Scala. A jej upowszechnienie znacznie poprawia nie tylko komfort jazdy po zmroku, ale także buduje większy margines bezpieczeństwa na zauważenie zagrożenia podczas warunków niedostatecznej widoczności.

Aktywne systemy bezpieczeństwa pomagają lepiej oświetlać drogę

Zmiany konstrukcyjne to jednak nie wszystko. Współczesne samochody coraz lepiej wspomagają kierowcę i pomagają unikać zagrożeń. Dlatego pojawiły się rozwiązania, które wpływają na kształtowanie strumienia świetlnego w zależności od warunków. Początkowo ograniczano się do doświetlania zakrętów - po skręcie kierownicy zapalały się dodatkowe lampy doświetlające pobocze. W droższych pojazdach wprowadzono skrętne przednie reflektory, które podążały za ruchem kierownicy. Dało to możliwość lepszego doświetlenia pieszego na przejściu - podczas skrętu w prawo, oraz lepszej obserwacji wewnętrznego pobocza zakrętu.

Światła drogowe od zawsze lepiej oświetlają drogę, ale tak naprawdę rzadko kiedy można ich używać – kierowca wciąż musi przełączać się na lampy mijania, żeby nie oślepiać jadących z naprzeciwka lub pojazdów przed sobą. Na pomoc przyszedł asystent świateł drogowych, który analizuje sytuację przed samochodem i w przypadku wykrycia innych użytkowników drogi przełącza oświetlenie drogowe na mijania. Dzięki temu kilkukrotnie zwiększa się dystans, na którym kierowca ma do dyspozycji lepsze oświetlenie.

Nowoczesna konstrukcja współgra z najnowszą technologią

Współczesne pojazdy udostępniają kierowcy znacznie bardziej zaawansowaną technikę. Adaptacyjne oświetlenie drogowe potrafi wycinać strumień tam, gdzie są inne auta, a doświetlać pełnym dostępnym zakresem lamp drogowych gdzie ich nie ma. Takie rozwiązanie, w połączeniu z reflektorami ksenonowymi, dostępne jest w Škodzie Superb jako Smart Light Assist.

Tego typu systemy składają się z lamp, kamer obserwujących drogę, czujników i sensorów. Dzięki temu możliwa jest zmiana strumienia światła - w zależności od nachylenia drogi, prędkości jazdy, oraz tego, czy auto pokonuje zakręt lub jedzie na wprost. Najnowsze rozwiązania umożliwiają połączenie z sygnałem GPS, dzięki czemu samochód wie, kiedy porusza się w terenie zabudowanym i jak wygląda trasa przed nim – pozwala to zawczasu przygotować strumień świetlny na pokonanie zakrętu lub wzniesienia.

Coraz częściej aktywne przednie reflektory współpracują z oświetleniem typu LED, które dzięki swojej precyzji zapewnia możliwość bardzo dokładnego kierowania strumienia świetlnego. Pozwala to wydłużać zasięg podczas jazdy autostradą – tak, aby kierowca mógł zahamować w razie zagrożenia. Z kolei w warunkach miejskich świecą szeroko, doświetlając chodniki i obszary przed przejściami dla pieszych. Lampy drogowe bardzo dokładnie modelują strumień tak, aby nikogo nie oślepić. Dzięki temu poza miastem można ich używać praktycznie przez cały czas.

Jasność z lasera – najwyższe stadium rozwoju

Technologią z najwyższej półki, ale najdoskonalszą technicznie są laserowe reflektory przednie. Zastosowane w nich źródło światła jest kilkukrotnie mniejsze niż w lampach diodowych, co pozwala znacznie precyzyjniej kształtować wiązkę, uwzględniając inne pojazdy i warunki na drodze. Pomimo mniejszych rozmiarów świecą znacznie mocniej od najlepszych LED-ów – potrafią oświetlić drogę nawet do 600 metrów. Zużywają też mniej energii i nie rozgrzewają obudowy i podzespołów tak mocno jak diody LED.

Obecnie jest to droga technologia – laser sam w sobie nie jest tani, a dodatkowo istnieje konieczność przekształcenia jego niebieskiego blasku na zbliżone do dziennego. Odpowiedzialny jest za to dodatkowy układ optyczny. Takie źródło światła praktycznie pozbawione jest wad, poza ceną, która powoduje, że jest to rozwiązanie dostępne jedynie dla kierowców pojazdów luksusowych.

Nowsze = bezpieczniejsze

Długa droga ku doskonałości technologicznej pokazuje, jak bardzo na korzyść zmieniły się samochody i ich reflektory przez ostatnie 50 lat. To potwierdza opinię, że nowsze auta są coraz lepsze, bo lepiej dbają o pasażerów i ich bezpieczeństwo. Jeszcze nie tak dawno jazda po zmroku stanowiła duże wyzwanie dla wielu kierowców i była nawet kilkukrotnie bardziej niebezpieczna niż za dnia.

Nowe technologie i wprowadzenie aktywnego sterowania lampami pozwala na bardzo dobre oświetlenie drogi i pobocza oraz na pełne dopasowanie do aktualnych warunków drogowych. Umożliwia to kierowcy z dużym wyprzedzeniem dostrzeżenie zagrożeń na drodze, co poprawia bezpieczeństwo. Dzisiejsze samochody potrafią swoimi lampami zmienić noc w dzień, dlatego warto przyjrzeć się rozwiązaniom stosowanym w aucie, które zamierzamy kupić. Warto zauważyć, że nie każde ludzkie oko potrafi sobie sprawnie radzić w warunkach nocnych i kiedyś dla wielu kierowców jazda nocą była praktycznie niemożliwa.

Wybór nowoczesnego pojazdu z dobrym oświetleniem, w nowoczesnej technologii, pozwoli nam zwiększyć komfort nocnego podróżowania, zmniejszyć zmęczenie kierowcy i zminimalizować ryzyko wypadku. To dlatego rośnie popularność reflektorów ksenonowych oraz typu LED i aktywnych systemów sterujących. Kierowcy coraz częściej dostrzegają, że warto kupić nowe auto z takim rozwiązaniem, bo inwestycja we własne bezpieczeństwo zawsze jest dobrym pomysłem.

Pytanie do eksperta: W jaki sposób nowoczesne układy oświetlenia wpływają na bezpieczeństwo jazdy po zmroku?

Piotr Frąckowiak:

Nowoczesne układy oświetlenia bazują na technologii LED. Jest to kolejny etap ewolucji przednich świateł samochodowych -  to następca technologii ksenonowej. Żarówki LED, dzięki swojej wydajności, energooszczędności i bardzo kompaktowym rozmiarom, umożliwiają tworzenie niezwykle zaawansowanych układów, które bardziej precyzyjnie niż tradycyjne lampy doświetlają drogę, w zależności od naszych potrzeb. Przykładowo, podczas jazdy krętymi drogami, możemy korzystać z doświetlania zakrętów, a gdy poruszamy się po trasach o małym natężeniu ruchu, to na włączonych światłach drogowych trasa przed autem jest zdecydowanie lepiej widoczna i doświetlona niż w przypadku tradycyjnych reflektorów z żarówkami halogenowymi. Warto dodać, że technologia LED umożliwia konstruowanie tzw. dynamicznych czy animowanych kierunkowskazów, które są szybciej dostrzegane przez innych uczestników ruchu drogowego, co zwiększa bezpieczeństwo osób podróżujących samochodami wyposażonymi w takie rozwiązanie.