Nowoczesne oświetlenie w pojazdach. W którą stronę zmierza świat reflektorów samochodowych?

W świecie reflektorów samochodowych dzieje się obecnie rewolucja. Żarówki H4 i H7 odchodzą do lamusa, a standardem staje się oświetlenie LED. Jaki będzie następny krok w tej dziedzinie?

Oświetlanie w pojazdach ewoluuje w coraz szybszym tempie. Nic dziwnego w końcu jest to niezwykle istotny element, poprawiający nie tylko komfort jazdy, ale również bezpieczeństwo. Z tego względu coraz więcej producentów wprowadza wyższe standardy oświetlenia jako wyposażenie standardowe, oferując przy tym – już jako opcja – ich jeszcze lepsze odmiany.

Technologia reflektorów rozwija się dynamicznie od lat 60.

Tak naprawdę dynamiczny rozwój technologii oświetlenia samochodowego rozpoczął się mniej więcej od lat 60. XX wieku. Przez ten czas dużo się zmieniło, a patrząc w przyszłość zmienić może się jeszcze więcej.

Zobacz wideo Ford Puma - nowy bardzo mocny gracz w segmencie

Jeszcze dekadę temu standardem było wykorzystywanie zwykłych halogenów typu H4 lub H7. To jedno z tańszych rozwiązań, gdzie wymiana żarówki wiąże się z wydatkiem mniej więcej kilkunastu złotych za sztukę. Nie jest to jednak rozwiązanie idealne.

Zasięg tego typu reflektorów jest słaby, a barwa światła w wielu przypadkach żółta albo biała. Dodatkową wadą halogenów jest podwyższona temperatura pracy, która może wpływać na szybsze zużycie żarówek, jak też lamp.

Obecnie występuje bardzo duży rozrzut jakości legalnie produkowanych i dostępnych na rynku urządzeń oświetleniowych służących do tych samych celów – oświetlenie drogi i sygnalizacja świetlna pojazdów. Jednocześnie funkcjonuje bardzo przestarzały i nieadekwatny do potrzeb system wymagań (homologacja, kontrola okresowa pojazdów). Minimalne wymagania są na poziomie technologii lat 70-tych i 80-tych XX w. Współczesne możliwości technologiczne są natomiast na wielokrotnie wyższym poziomie. Stąd producenci oświetlenia oferują zarówno bardzo proste i tanie rozwiązania o minimalnych parametrach, zarówno wykorzystujące żarówki jak i LED-y, jak też wysoko specjalizowane rozwiązania uzupełnione inteligentnym sterowaniem.

– komentuje dr inż. Tomasz Targosiński z Instytutu Transportu Samochodowego.

Reflektory ksenonowe

Z biegiem lat zaczęły się pojawiać reflektory ksenonowe. Są też nazywane lampami wyładowczymi. Wnętrze refletora wypełnione jest gazem szlachetnym – ksenonem – pod wysokim ciśnieniem. Następnie jest on jonizowany przez przyłożenie elektrod wysokiego napięcia. W ten sposób generowany jest łuk świetlny, struga światła widziana przez kierowcę.

Ksenon świecący w silnym polu elektrycznymKsenon świecący w silnym polu elektrycznym Fot. wikipedia

Ta technologia przez długi czas była zarezerwowana jedynie dla pojazdów z wyższej półki. Do zalet tego rozwiązania można zaliczyć choćby mocniejszą wiązkę światła (ponad 3000 lumenów), mniejszy pobór prądu oraz bardziej naturalną barwę światła. To rozwiązanie ma też wady. To wysokie koszty eksploatacji – nawet kilkaset złotych za wymianę żarnika.

LEDowa rewolucja

Technologia reflektorów LED jest znana na rynku od ponad 15 lat. Tego typu oświetlenie było stosowane w początkowej fazie, jako światła do jazdy dziennej.

Ich potencjał dostrzegło Audi, które w 2008 roku zastosowało je w sportowym modelu R8. Od tego czasu już w praktycznie każdym rodzaju oświetlenia w aucie stosuje się LEDy. Jest to dobra technologia, ponieważ jest energooszczędna, czas działania bez awarii albo konieczności wymiany jest znacznie dłuższy niż w przypadku ksenonowego rozwiązania, a barwa światła bardziej naturalna.

Ksenony, choć wciąż obecne, to jednak chyba najszybciej zanikająca technologia. Z kolei np. układy matrycowe LED, wyspecjalizowane układy mechaniczno-optyczne, jak i światła z wykorzystaniem lasera pozwalają tworzyć dynamiczne światła adaptacyjne lub dalekosiężne, które wykorzystują zupełnie nową filozofię oświetlenia: zamiast klasycznego, statycznego, „cienia” świateł mijania, ograniczającego oślepianie w całym obszarze powyżej horyzontu, oferują „dynamiczny cień” dopasowujący się do wykrywanych automatycznie na drodze oczu kierowców narażonych na oślepianie, resztę drogi stale oświetlając jak światła drogowe.

– wyjaśnia Tomasz Targosiński.

LEDowe lampy stały się dobrą podstawą do eksperymentowania. W wyniku tego powstały rozwiązania matrycowe, które nie tylko automatycznie mogą przełączać się pomiędzy światłami mijania i drogowymi, ale mogą wyłączać poszczególne sekcje, by świecąc nie oślepiać kierowców pojazdów znajdujących się przed nami.

Jaka jest przyszłość reflektorów samochodowych?

Technologia nie lubi jednak przestojów, dlatego firmy oświetleniowe pracują nad dalszym rozwojem oświetlenia. W markach premium pojawiły się rozwiązania laserowe, które zwiększają zasięg świecenia do nawet ponad 500-metrów. Pracuje się też nad wprowadzeniem ostrzeżeń świetlnych, które mają być zarazem informacją dla kierowcy np. że istnieje ryzyko poślizgu, zbliża się do przejścia dla pieszych czy o ograniczeniu prędkości.

Do tego dochodzą pomysły wyświetlania „graficznego” informacji na drodze, które nieadekwatnie zaprojektowane może bardziej rozpraszać, niż pomagać, zwłaszcza innym użytkownikom dróg. Te nowoczesne rozwiązania są nadal dość kosztowne i stosowane w drogich samochodach. Ich praktyczne działanie jest także często niedoskonałe i dalekie od teoretycznych założeń, bo wymagania stawiane takim rozwiązaniom są bardzo uproszczone i subiektywne. Np. dynamiczne zmiany bywają uciążliwe zarówno dla kierowcy jadącego takim pojazdem, jak i dla innych użytkowników drogi, m.in. tych oślepianych, bo system reaguje nieadekwatnie lub „migocze” na skutek ciągłego przełączania światłami.

– dodaje Tomasz Targosiński.

Powstaje jednak pytanie co dalej? Rozwój oświetlenia z pewnością w miejscu stać nie będzie, ale chwilowo jest ono na dość zaawansowanym poziomie. Według Tomasza Targosińskiego w pojazdach niskobudżetowych pojawi się dominacja technologii LED-owych.

Nie oznacza to jednak, że będzie to przeskok na lepsze. LEDowy standard montowany w segmencie pojazdów popularnych może mieć gorsze parametry nawet od przeciętnych współczesnych reflektorów halogenowych. Takie działania z pewnością będą podyktowane przejściem na technologię mniej energochłonną i pozwalającą na znacznie bardziej złożone konstrukcje zarówno pod względem tworzenia wiązki świetlnej, jak i pod względem „dekorowania” pojazdów.

Przepisy i ustawienia

Duży wpływ na to jak będzie wyglądała dalsza przyszłość oświetlenia w motoryzacji mają wprowadzane i zmieniane przepisy. Rynek oświetlenia postuluje o to, aby przepisy homologacyjne stały się łagodniejsze niż są dzisiaj.

Duży znak zapytania odnośnie kierunków rozwoju oświetlenia samochodów stoi po stronie przepisów, które są obecnie w trakcie znaczących zmian. Przemysł lobbuje za tym, by przepisy homologacyjne były nawet łagodniejsze niż dzisiaj. Z punktu widzenia bezpieczeństwa i możliwości technologii potrzebne jest natomiast podniesienie wymagań do poziomu możliwości współczesnych rozwiązań z trochę „wyższej” półki. Ważne jest też wprowadzenie adekwatnych wymagań i sposobów badania świateł podczas przeglądu technicznego w sposób dostosowany do potrzeb oświetlenia drogi i ograniczenia oślepiania. Dzisiejszy, przestarzały, system w praktyce nie funkcjonuje i to w odniesieniu wszystkich rodzajów świateł. Światła nowych generacji też się uszkadzają i ulegają zużyciu, wymagają też precyzyjnego ustawiania, kontroli okresowej i to znacznie bardziej zaawansowanej niż obecna.

- dodaje Targosiński.

Problem odpowiedniego ustawienia świateł jest znaczący. Nie raz można spotkać się z sytuacją, w której pojazd jadący z naprzeciwka dosłownie oślepia kierowcę, mimo że nie jedzie na światłach drogowych. To w dużej mierze wynik złych nastawów. W reflektorach samopoziomujących się ten problem jest nieco mniej zauważany, ale i tak występuje.

Potwierdzają to liczne badania naukowe, w te realizowane przez Instytut Transportu Samochodowego (ITS) oraz analizy wypadków, z których wynika, że większość świateł jest źle ustawionych, a ryzyko wypadku po zmroku nawet 12-krotnie większe niż za dnia. Więc to nie tylko kwestia, jakie możliwości oferuje współczesna i przyszła technika, ale także adekwatne wymagania techniczne i ich skuteczne egzekwowanie. Oświetlenie służące do tego samego celu powinno mieć takie same parametry dla wszystkich pojazdów. Inaczej w przyszłości można spodziewać się głównie efektów „dekoracyjnych”, przy bardzo zróżnicowanej jakości, która do tego będzie nieprzewidywalna. Tak dla najtańszych, jak i najbardziej zaawansowanych rozwiązań.

– komentuje Targosiński.