چراخ خودروهای سواری

بر اساس این آمار بیشترین و اصلی ترین عوامل در بروز تصادفات  جاده ای در حین شب ناشی از، سرعت زیاد، عدم تشخیص صحیح مسیر حرکت ، انجام مانورهای خطرناک و بعضا صرف مشروبات الکلی بوده است . بهمین دلیل  مهندسین آلمانی سعی  کرده اند که در زمینه روشنایی اصلاحاتی را به انجام  رسانند.

در بسیاری  از موارد رانندگان  قادر به دیدن دایره  پیچها در تاریکی نبوده  تا بتوانند سرعت خود را متنا سب با  آن تنظیم کنند در حدود54%   اتومبیلها یی که  تصادف کرده اند ا ز پیچ خارج شده و بیش از یک  چهارم  (26% )  آنها با اتومبیل های روبروی تصادف کرده اند بخاطر اهمیت این موضوع مهندسین به بررسی یک سیستم نوردهی نوین پرداختند که طی آن چراغهای معمولی انواع خودروها در واکنش به اطلاعات دریافتی از حسگرها یی که وظیفه کنترل حرکت و ترافیک را دارند  بطور خودکار فعال شده

 

و اعمال ذیل را انجام دهند :

n       1)روشنایی در شهر و خیابانهای شهری

n       2)روشنایی در عبور از پیچها

n       3)روشنایی در اتوبان

n       4) روشنایی در هوای بد ونامناسب

نخستین چراغها

نخستین چراغهای  (بزرگ جلو)  مورد استفاده در اتومبیلهای اولیه شباهت به چراغهای درشکه های اسبی  داشتند و اتومبیل های دایملر سال 1886 مجهز به چراغهایی بودند که در آنها شمع روشن می شد.

به غیراز چراغهای شمعی امکان استفاده از لامپهای  پارافین یا اکسی استیلن نیز برای روشنایی شب در خودروها وجود داشت  . استفاده از لامپهای پارافین و استیلن به عنوان تامین کنندگان روشنایی  انواع  اتومبیل تا بعد از جنگ جهانی اول  ادامه یافت و از دهه  1920  به بعد بود که نیروی برق یک دگر گونی عظیم نه  تنها در طراحی چراغهای اتومبیل  بوجود آورد  بلکه تمام  صنعت تولید خودرونیز، از آن متا ثر  شد.می توان گفت  لامپهای تنگستنی اولین لامپهای  برقی مورد استفاده در خودرو  هستند .لامپ های تنگستنی چراغ  خودروها را می توان به دو دسته تنگستنی معمولی و  تنگستنی گازی (هالوژن ) تقسیم کرد.

سیستم محدود کننده جریان :

سیستم محدود کننده ابتدا شدت جریان و سپس ولتاژ را(که حدود28 کیلو ولت می شودتا بین  الکترودها جرقه بزند )محدودمی کند. با کنترل توان مصرفی نورلامپ به سرعت افزایش می یابد، ضمن اینکه بامحدود شدن جریان  و ولتاژعمرلامپ کاهش نمی یابد. واحد محدود کننده جریان مدارهای پارازیت گیر وایمنی هم دارد. به طور مثال  در هنگام بد عمل  کردن لامپ، ولتاژ بالا را قطع میکند  یا امکان عیب یابی خودکار سیستم با کمک واحد کنترل الکتریکی  صورت می گیرد.

 چراغ سمت راست دارای سیستم محدود کننده میباشد

گاز نورده   XENON

نوآوری گاز نورده XENON که از سال 1995 در انواع مرسدس کلاس E مورد استفاده قرار گرفته دارای مزایای بیشماری میباشد که مهمتر از همه آنها مصرف برق بسیار کم آنها معادل  35  وات است. لامپ زنون از نظر میزان نوردهی دوبرابر توان نوردهی بیشتر نسبت به لامپهای هالوژن معمولی 55 وات دارد.

گاز زنون که یک عنصر شیمیایی  به بصورت گاز سنگین بوده و بصورت  ذرات ریز در هوا معلق است  بهمراه ذراتی از نمکهای فلزی متفاوت در داخل یک بدنه ی شیشه کوارتز میتوانند تبدیل به یک منبع نوری مناسب شوند.

حباب لامپ  زنون حاوی مخلوطی از جیوه، نمک های فلزات مختلف و گاز زنون تحت فشار است. وقتی راننده کلید چراغ را می زند، زنون بلافاصله درخشان می شود و جیوه و نمک های فلزات  را تبخیر می کند. بازده درخششی بالاازمخلوط بخار فلزات ناشی  می شود.بیشترنوررا جیوه تولید می کند و نمک های فلزی بر طیف نور  نوراثر می گذارند. تابش زیاد نور فرابنفش از لامپهای  تخلیه گازی ، استفاده از فیلترهای مخصوص را به دلائل ایمنی ایجاب می کند.

برای راه اندازی لامپ تخلیه گازی (زنون)چهار مرحله زیر به ترتیب انجام میشود:

1. جرقه زنی: یک انفجار الکتریکی در داخل این لامپ یک جریان28000 ولتی را بوجود آورده و یک قوس پلاسمایی بین الکترودهای لامپ ایجاد کند که در ولتاز 85 ولت پایدار میماند. این قوس پلاسمایی جانشین فیلامنت مارپیچی در لامپهای قبلی میباشد.

2. نور افشانی فوری: جریانی که ازمسیر لامپ می گذرد گاز زنون را تحریک می کند و زنون نور گسیل می دهد که در حدود 20% مقدار آن در حالت کار پیوسته است.

3. افزایش توان مصرفی: در این مرحله لامپ با توان بیشتری به کار می افتد ، دمای آن به سرعت بالا می رود  جیوه و نمک های فلزی نورتبخیر میشوند. باافزایش شاردرخششی فشار در لامپ افزایش می یابد و رنگ  آن از آبی به سفید می گراید.

سیستم زنون Variox:

. دراین نوع ازیک پوشش بر روی لامپ استفاده شده که دارای شیارهایی برای خروج نور و برخورد به کاسه چراغ می باشد.این سیستم با نام  Variox می تواند حول لامپ حرکت دورانی داشته باشد و نور برخوردی با کاسه چراغ را تغییر دهد. همه این سیستم ها توسط واحد الکترونیکی کنترل می شوند.

انواع سیستم نورهای لامپ زنون:

اساس کار این سیستم آن است که نور «منبع پر نور» به وسیلة‌ شبکه‎ای از تارهای نوری  بین چراغ‎های جلو و سایر چراغ‎های خودرو توزیع می‎شود . نوری که لامپ تخلیه گازی منتشر می‎کند . یک عدسی طرح‎دار نور را به صورت مورد نظر تعیین می‎کند ..

مزایای LED  نصبت به دیگر لامپها: 

عمرخیلی طولانی  اندازه‎های خیلی کوچک کوچک شدن جای نصب زمان عکس‎العمل خیلی کوتاه نور سرد شده (سفید) امکان طراحی جدید و پیچیده روشنایی تولیدی مثل روشنایی روزکارآیی و انرژی بهبود یافته در مقایسه با سایر لامپهای هالوژن.LED در عوض از لامپها گرانتراند اما میتوان با صرفه جویی بالقوه در هزینه‎های طراحی این هزینة اضافی را جبران کرد. از دیگر معایب  LED ها مدیریت بر حرارت است . حرارت با پرتوهای نور به خارج هدایت نمی‎شوند و باید به طورجداگانه از بین بروند. همچنین روشنایی نسبی LEDها کم (شدت شعاعی برای هر واحد ساعت) می‎‏باشد .کارآیی لامپهای مه شکن با استفاده از تکنولوژی LED بهبود یافته است . به این صورت که از 6 تا 8 عدد LED پر قدرت برای پروژکتوراستفاده میشود

اشعه های نور:

مهندسین خودرو مشغول انجام آزمایشاتی بر روی یک سیستم مخصوص دید در شب با استفاده از اشعه لیزری مادون قرمز هستند و امیدوارند که از این طریق بتوانند میدان دید در شب را در هنگام حرکت با نور پایین که در حال حاضر در حدود 40 متر است تا 150 متر افزایش دهند.  از نور فرابنفش  در چراغ های جلو نیز استفاده شده است.

چون تابش فرابنفش تقریباَ نامرئی است چشم راننده مقابل را خیره نمی کند اما تابلوها و نشانه های شب نمای جاده و نیزلباس های شب نما را روشن می کند. این اجسام در تاریکی می  درخشند. نورفرابنفش در مه نیز نفوذ می کند .نورفرابنفش حتی از چند سانتیمتر برف نیز می گذرد.برای حذف نور مرئی از فیلترهای آبی دو مرحله ای استفاده می شود.رنگ فیلتر را باید به دقت کنترل کرد تا پرتوهای UV-B وUV-Cحذف شوند زیرا این پرتو ها به چشم آسیب می  رسانند ومی توانند سبب ابتلا به سرطان پوست شوند.

تکنولوژی) DMDقطعات آینه ای کوچک(

n       این سیستم می تواند چند حالت پخش نوررا با استفاده ازتغییرات بر روی انعکاس دهنده (کاسه چراغ) ایجاد کند. این انعکاس دهنده ها از آیینه های گسسته چند گانه که هر یک به طور جداگانه قابل کنترل اند، تشکیل شده است.این سیستم برای اولین بار توسط شرکت BMW در سال 2002 بوجود آمد و نام این سیستم را تکنولوژی DMD (قطعات آیینه ای دیجیتالی کوچک)  نامید که توسط یک میکروپروسسور  DMD ، 480000  آیینه کوچک را کنترل می کند و یک  انعکاس بسیار خوب را ایجاد می کند. نور توسط آیینه های کوچک منحرف  می شود و سپس بر روی جاده منعکس می شود. هر منعکس کننده به صورت یک  پیکسل، نمایش داده می شود و به صورت انفرادی به وسیله مدارات کامپیوتری کنترل و جابجا می شوند. این سیستم ثابت بودن  نور، ضد درخشندگی روشنایی به همراه پرتوهای زیاد، پرتوهای به هدر رفته اطراف کم، همچنین خط خاموشی را در حد استاندارد می تواند ایجاد کند

این سیستم طوری  طراحی شده است که از داخل کابین خودرو این امکان وجود دارد که با دست ارتفاع  چراغهای خودرو را تنظیم کرد. این سیستم دارای دومحرکه  DC  و همچنین یک کلید متغیر می باشد در این سیستم چراغهای  جلو به طور همزمان و هماهنگ با یکدیگر حرکت کرده و می تواند نور را تنظیم کنند.

عواملی که باعث بوجود آوردن شیب یا انحراف نور در چراغ ها می شود   :

1- شتاب خیلی سریع

2- ترمز خیلی محکم

3- بستن یا باز کردن تریلر بر روی خودرو

4- قراردادن یا برداشتن بارسنگین ازروی کامیون

5- سواریا پیاده شدن مسافر

6- پر یا خالی بودن منبع سوخت

7- گودی و برآمدگی های سطح جاده

البته عوامل زودگذر مانندشتاب سریع ، ترمزمحکم یا دست اندازها میتواند تا حدودی نادیده گرفته شوند. اما عوامل 3،4،5 و پر شدن منبع سوخت عوامل ایجاد یک سیستم تراز کننده چراغها می باشد .

سیستم AFS

در سیستم  AFS، روشنایی مسیر عبوری نسبت به سیستمهای رایج بیش از 90% بهبود خواهد یافت . چراغهای معمولی وقتی داخل پیچی به شعاع 190مترمیشوند ، تنها قادر به روشن کردن مسیری به طول 30متر هستند چراغهای جدید با 25 متر افزایش طول موجب روشنایی 55 متر از مسیر رانندگی می شوند. در سیستم هایی که قبلا شرح داده شد کاستی هایی وجود داشت. در این  سیستم از زاویه  فرمان ، سرعت خودرو ،سنسور محورها (  سنسورهای  شتاب سنج و نشان دهنده  اختلاف  بین سرعت چرخهای جلو ) و سیستم ناوبری  GPS و همچنین دوربین سریع که ایمنی درهنگام عبور از پیچ را افزایش میدهد استفاده شده است.

  انواع حالت پخش نور درسیستم

گذرگاه CAN

سنسورهااطلاعات را به واحدکنترل از طریق یک یک گذرگاه اندازه گیری قدرت (CAN ) که  برروی لامپ  نصب شده انجام می گیردکه درنهایت کار مناسب برای کنترل نهایی را انجام می دهد .  برتری فنی این واحداندازگیرشامل مواردزیراست :

1-کاهش تعداد سیم ها از طریق تقسیم کردن ماشین کاهش سراتصالات در ناحیه خیلی پیچیده

2 - ساده کردن بیشتر طرح از طریق کارهای  آینده مهندسی برروی چراغ ها

سیستم  AFS دارای دو نوع سیستم برای روشن کردن پیچ ها  می باشد.

سیستم استاتیکی

که یک نوع آن استاتیکی ونوع دیگر آن دینامیکی میباشد. سیستم استاتیکی دارای یک پروژکتور اضافی در مجموعه چراغ می باشد که هنگام پیچیدن زیاد مثل پیچ های تند پروژکتور داخل پیچ روشن می شود و تحت زاویه   45 درجه نسبت به امتداد طولی  خودروجاده را روشن می کند که کارآیی کل چراغ  را افزایش می دهد.

سیستم دینامیکی

هنگامی که قصد خارج شدن از جاده را داشته باشیم این چراغ های گوشه ای با  استفاده ازحسگرهایی فعال می شوند وبه سمت پیچ جاده جهت می گیرند ومی چرخند و روشنایی 45 درجه را ایجاد می کنند.

همچنین در آب و هوای نامساعد طراحان براین عقیده اند که پتانسیل نور کم شود و پرتوهای نور را به اطراف هدایت کنند از انعکاس نور توسط جاده خیس جلوگیری به عمل آمده و در نتیجه از خیره کنندگی آن برای راننده مقابل جلوگیری می کند .

n       خصوصیات AFS :

n       چرا‎‏غهای چرخشی دینامیکی درپیچ‎های بزرگ با سرعت عمل میکنن

n       نور برای پیچ‎های تند و قسمتهای داخلی آن کاملاً‌ مناسب می‎باشد

n       کارآیی بالاتر با استفاده از ترکیب سیستم دینامیکی و استاتیکی چراغ‎ها.

n       قابل استفاده بودن تکنولوژی لامپهای زنون با توان بالا یا لامپ‎های هالوژن

n       کنترل ساده الکترونیکی با استفاده از شبکه اطلاعاتی  خودرو

n       طراحی ECU با الگوریتم برای سنسورها

n       نصب ECU در هر واحد چراغ‏های جلو

n       نمای ظاهری کاملاً تغییر شکل یافته

فواید:AFS

1- افزایش روشنایی درشب 2-کاهش استرس و خستگی رانندگان در پیچ‎های جاده و چهارراه‎ها 3-پخش نور بر حسب زاویه فرمان در نتیجه افزایش نور دریافتی در پیچ‎ها  کارآیی در همه نوع  آب و هوا و حالت‎های جاده قیافه  تغییر شکل یافته و نمای ظاهری خیلی خوب4- بالا بردن ایمنی در جاده. سیستم  زنون هنوزبه عنوان بهترین لامپ مجاز از نظر کیفیت وکمیت می باشد  که نوررا درهمه حالات رانندگی به بهترین صورت  ممکن  پخش می کند. برای  این این سیستم، سیستم شستشو با توان بالا اجباری است. در این سیستم از نازل های آب اصلی که تاثیر کمی برطراحی خودرو دارداستفاده می کنند که اکثرا هم به صورت پنهان نصب می شوند.همچنین این سیستم برای لنزهایی با پوشش پلاستیکی برای جلو گیری ازخراش برداشتن لنزها مورداستفاده قرارمی گیرند.

لامپ ها یی که عمر آنها  12 برابر لامپهای فعلی است. این لامپها به دلیل قدرت بسیار خوب در تولید نور، High Performance یا اختصارا   HP خوانده میشود و ساخت کارخانجات فیلیپس است .طول لامپها ی HP ،30 میلی مترو اندازه قطر آنها  ، 6/16 میلیمتر است . یعنی نصف اندازه لامپهای  فعلی، که در چراغ  ترمز و  چراغ عقب اتومبیلها استفاده میشود. لامپهای  HPدر  یک کپسول شیشه ای کاملا بسته که از گاز زنون پر شده، جای گرفته و این  به لامپ امکان می دهد  که علیرغم توان 16 واتی خود ، مانند لامپهای فعلی  21 واتی ، نور تولید کند. بدلیل سرعت عمل  فوق  العاده خوب ، بهره گیری از لامپهای  HP   درچراغ ترمز بسیار سودمند خواهد  بود. تحقیقات نشان داده که  لامپهای بکار رفته در چراغ عقب و بخصوص چراغ ترمز اتومبیلها پس ازطی مسافتی تقریبی 70 هزار کیلو متری ، احتیاج به تعویض دارند. در حالی که لامپهای زنون HP طبق اظهار سازنده، 850 هزار کیلو متر است.

حامد قادری و حمیددایی زاده

www.gerdavari.com