Un faro es una lámpara colocada en la parte delantera de un vehículo para iluminar el camino por delante. Los faros también se denominan a menudo faros , pero en el uso más preciso , faro es el término para el dispositivo en sí y faro es el término para el haz de luz producido y distribuido por el dispositivo.
El rendimiento de los faros ha mejorado constantemente a lo largo de la era del automóvil, impulsado por la gran disparidad entre las muertes por accidentes de tráfico durante el día y la noche: la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de EE. UU . Declara que casi la mitad de todas las muertes relacionadas con el tráfico ocurren en la oscuridad, a pesar de solo el 25% del tráfico. viajando durante la oscuridad. [1]
Otros vehículos, como trenes y aviones, deben tener faros delanteros. Los faros de bicicleta se utilizan a menudo en bicicletas y son obligatorios en algunas jurisdicciones. Pueden ser alimentados por una batería o un pequeño generador como una botella o un dínamo de cubo .
Historia de los faros de automoción
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Orígenes
Los primeros carruajes sin caballos usaban lámparas de carruaje, que resultaron inadecuadas para viajar a gran velocidad. [2] Las primeras luces usaban velas como el tipo de combustible más común. [3]
Mecánica
Los primeros faros, alimentados con acetileno o aceite, funcionaban desde finales de la década de 1880. Las lámparas de acetileno eran populares porque la llama es resistente al viento y la lluvia. Los primeros faros eléctricos se introdujeron en 1898 en el Columbia Electric Car de la Electric Vehicle Company de Hartford, Connecticut , y eran opcionales. Dos factores limitaron el uso generalizado de los faros eléctricos: la corta vida útil de los filamentos en el duro entorno automotriz y la dificultad de producir dínamos lo suficientemente pequeños, pero lo suficientemente potentes para producir suficiente corriente. [4]
Varios fabricantes ofrecieron luces de acetileno "Prest-O-Lite" como equipo estándar para 1904, y Peerless fabricó faros eléctricos de serie en 1908. A Birmingham [ ¿dónde? ] La empresa Pockley Automobile Electric Lighting Syndicate comercializó las primeras luces eléctricas para automóviles del mundo como un juego completo en 1908, que consistía en faros, luces de posición y luces traseras que funcionaban con una batería de ocho voltios. [5]
En 1912, Cadillac integró el sistema eléctrico de encendido e iluminación Delco de su vehículo , formando el moderno sistema eléctrico del vehículo.
La Guide Lamp Company introdujo los faros delanteros de "bajada" (luz baja) en 1915, pero el sistema Cadillac de 1917 permitía que la luz se bajara usando una palanca dentro del automóvil en lugar de requerir que el conductor se detuviera y saliera. La bombilla Bilux de 1924 fue la primera unidad moderna, con la luz de las luces bajas (de cruce) y altas (principales) de un faro que emite una sola bombilla. Un diseño similar fue introducido en 1925 por Guide Lamp llamado "Duplo". En 1927, se introdujo el interruptor de atenuación o interruptor DIP accionado con el pie y se convirtió en estándar durante gran parte del siglo. Los Packards de 1933 a 1934 presentaban faros de tres haces y las bombillas tenían tres filamentos. De mayor a menor, los haces se denominaron "paso por campo", "conducción por campo" y "conducción por ciudad". El Nash de 1934 también utilizaba un sistema de tres haces, aunque en este caso con bombillas del tipo convencional de dos filamentos, y el haz intermedio combinaba la luz de cruce del lado del conductor con la luz de carretera del lado del pasajero, para maximizar la vista. del borde de la carretera mientras se minimiza el deslumbramiento hacia el tráfico que se aproxima. Los últimos vehículos con un interruptor de atenuación operado con el pie fueron las camionetas Ford Serie F y Serie E [Econoline] de 1991 . [ cita requerida ] Las luces antiniebla eran nuevas para los Cadillacs de 1938, [ cita requerida ] y su sistema "Autronic Eye" de 1954 automatizó la selección de luces altas y bajas.
La iluminación direccional, que utiliza un interruptor y un reflector desplazado electromagnéticamente para iluminar solo el borde de la acera, se introdujo en el raro Tatra de 1935 que solo duró un año . La iluminación vinculada a la dirección se incluyó en el faro central montado en el centro del Tucker Torpedo de 1947 y luego fue popularizado por el Citroen DS . Esto hizo posible girar la luz en la dirección de la marcha cuando giraba el volante.
Todos los vehículos vendidos en los Estados Unidos desde 1940 requirieron el faro de haz sellado redondo estandarizado de 178 mm (7 pulgadas) , uno por lado, para congelar virtualmente la tecnología de iluminación utilizable existente hasta la década de 1970 para los estadounidenses. [6] En 1957, la ley cambió para permitir vigas selladas redondas más pequeñas de 5.75 pulgadas (146 mm), dos por lado del vehículo, y en 1974 también se permitieron vigas selladas rectangulares . [6]
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Gran Bretaña, Australia y algunos otros países de la Commonwealth , así como Japón y Suecia , también hicieron un uso extensivo de vigas selladas de 7 pulgadas, aunque no fueron obligatorias como en los Estados Unidos. [7] Este formato de faro no fue ampliamente aceptado en Europa continental, que encontró que las bombillas reemplazables y las variaciones en el tamaño y la forma de los faros eran útiles en el diseño de automóviles.
La tecnología avanzó en el resto del mundo. [6] [7] En 1962, un consorcio europeo de fabricantes de bombillas y faros introdujo la primera lámpara halógena para faros de vehículos, la H1 . Poco después se introdujeron en Europa los faros que utilizan la nueva fuente de luz. Estos estaban efectivamente prohibidos en los EE. UU., Donde los faros de haz sellados de tamaño estándar eran obligatorios y las regulaciones de intensidad eran bajas. Los legisladores estadounidenses enfrentaron presiones para actuar, debido tanto a la efectividad de la iluminación como a la aerodinámica del vehículo / ahorro de combustible. [7] La intensidad máxima de la luz de carretera, con un límite de 140.000 candelas por lado del automóvil en Europa, [8] [9] se limitó en los Estados Unidos a 37.500 candelas en cada lado del automóvil hasta 1978, cuando se aumentó el límite. a 75.000. [10] [11] Un aumento en la intensidad de la luz de carretera para aprovechar la tolerancia más alta no podría lograrse sin un cambio a la tecnología halógena, [10] por lo que los faros de haz sellado con lámparas halógenas internas estuvieron disponibles para su uso en 1979 modelos en los Estados Unidos. [10] [11] A partir de 2010[actualizar] Las vigas halógenas selladas dominan el mercado de las vigas selladas, que ha disminuido drásticamente desde que se autorizaron los faros de bombillas reemplazables en 1983. [7]
Los sistemas de descarga de alta intensidad (HID) aparecieron a principios de la década de 1990, por primera vez en el BMW Serie 7 . [12] [13] El Lincoln Mark VIII de 1996 fue uno de los primeros esfuerzos estadounidenses en los HID, y fue el único automóvil con DC HID.
Diseño y estilo
Más allá de los aspectos de ingeniería, rendimiento y cumplimiento normativo de los faros, existe la consideración de las diversas formas en que se diseñan y colocan en un vehículo de motor. Los faros fueron redondos durante muchos años porque esa es la forma nativa de un reflector parabólico . Utilizando principios de reflexión, la superficie reflectante redonda simétrica simple proyecta la luz y ayuda a enfocar el haz. [14]
Diseño de faros delanteros fuera de los Estados Unidos, antes de 1983
En Europa no existían requisitos para los faros de tamaño o forma estandarizados, y las lámparas podían diseñarse en cualquier forma y tamaño, siempre que las lámparas cumplieran los requisitos de ingeniería y rendimiento contenidos en las normas de seguridad europeas aplicables . Los faros delanteros rectangulares se utilizaron por primera vez en 1961, desarrollados por Cibié para el Citroën Ami 6 y por Hella para el Ford Taunus alemán . Estaban prohibidas en los Estados Unidos, donde se requerían las luces redondas hasta 1975. [6] Otro concepto de estilo de los faros iniciales incluía las luces redondas convencionales colocadas en la carrocería del automóvil con cubiertas de vidrio aerodinámicas, como las del Jaguar E-Type de 1961 , y más. Escarabajos VW anteriores a 1967 . [15]
Diseño de faros en los Estados Unidos, 1940-1983
El diseño de los faros en los Estados Unidos cambió muy poco entre 1940 y 1983. [6] [15]
En 1940, un consorcio de administradores estatales de vehículos motorizados estandarizó un sistema de dos faros redondos sellados de 7 pulgadas (178 mm) en todos los vehículos, el único sistema permitido durante 17 años. Sin embargo, el Tucker 48 incluyó una característica definitoria de "ojo de cíclope": un tercer faro montado en el centro conectado al mecanismo de dirección del automóvil. [16] Solo se iluminaba si la dirección se movía más de diez grados fuera del centro y las luces altas estaban encendidas. [17]
Un sistema de cuatro luces redondas, en lugar de dos, una alta / baja y una luz de carretera 5+ En algunos modelos Cadillac, Chrysler, DeSoto y Nash de 1957 se introdujo una viga sellada de 3 ⁄ 4 pulgadas (146 mm) a cada lado del vehículo en los estados que permitían el nuevo sistema. Las lámparas de luz de cruce y de carretera separadas eliminaron la necesidad de comprometer el diseño de la lente y el posicionamiento del filamento requerido en una sola unidad. [18] Otros coches siguieron su ejemplo cuando todos los estados permitieron las nuevas lámparas para cuando los modelos de 1958salieron al mercado. El sistema de cuatro lámparas permitió una mayor flexibilidad de diseño y un mejor rendimiento de las luces de cruce y de carretera. [19] [20] [21] Los estilistas automotrices como Virgil Exner llevaron a cabo estudios de diseño con las luces bajas en su ubicación externa convencional y las luces altas apiladas verticalmente en la línea central del automóvil, pero ninguno de esos diseños alcanzó la producción en volumen.
Un ejemplo de disposición incluye el apilamiento de dos faros a cada lado, con luces de cruce sobre las luces de carretera. El Nash Ambassador usó este arreglo en el año modelo 1957. [22] Pontiac utilizó este diseño a partir del año modelo 1963; American Motors , Ford , Cadillac y Chrysler siguieron dos años más tarde. También en el año modelo 1965, el Buick Riviera tenía faros delanteros apilados y ocultables. Varios modelos de Mercedes vendidos en Estados Unidos utilizaron este arreglo porque sus faros delanteros de bombillas reemplazables en el mercado interno eran ilegales en los Estados Unidos.
A fines de la década de 1950 y principios de la de 1960, algunos automóviles Lincoln , Buick y Chrysler tenían los faros delanteros dispuestos en diagonal con las luces de cruce en el exterior y encima de las luces de carretera. Los automóviles británicos, incluidos Gordon-Keeble , Jensen CV8 , Triumph Vitesse y Bentley S3 Continental, también utilizaron este arreglo. [23]
En 1968, la recién iniciada Norma Federal 108 de Seguridad de Vehículos Motorizados requería que todos los vehículos tuvieran el sistema de faros sellados de haz redondo doble o cuádruple y prohibía cualquier elemento decorativo o protector frente a un faro en funcionamiento. Los faros con cubierta de vidrio como los que se usaban en el Jaguar E-Type , el VW Beetle anterior a 1968 , los modelos Chrysler e Imperial 1965 , Porsche 356 , Citroën DS y Ferrari Daytona ya no estaban permitidos, y los vehículos debían estar equipados con faros descubiertos para el mercado estadounidense. Esto dificultaba que los vehículos con configuraciones de faros diseñados para un buen rendimiento aerodinámico lo lograran en sus configuraciones del mercado estadounidense.
Cuando FMVSS 108 fue enmendado en 1974 para permitir faros rectangulares de haz sellado, estos se colocaron en pares dispuestos horizontalmente o apilados verticalmente. En 1979, la mayoría de los automóviles nuevos en el mercado estadounidense estaban equipados con lámparas rectangulares. [ cita requerida ] Como anteriormente con las lámparas redondas, los EE. UU. permitieron solo dos tamaños estandarizados de lámparas rectangulares de haz sellado: un sistema de dos unidades de haz alto / bajo de 200 por 142 mm (7,9 por 5,6 pulgadas) correspondientes a la lámpara de 7 pulgadas existente formato redondo, o un sistema de cuatro unidades de 165 por 100 mm (6,5 por 3,9 pulgadas), dos de alta / baja y dos de luz de carretera. correspondiente a la existente 5+ Formato redondo de 3 ⁄ 4 pulgadas (146 mm).
Diseño internacional de faros, 1983-presente
En 1983, concediendo una petición de 1981 de Ford Motor Company, las regulaciones de los faros de EE. UU. Fueron enmendadas para permitir faros arquitectónicos de bombilla reemplazable, de forma no estándar, con lentes aerodinámicos que por primera vez podrían estar hechos de policarbonato con revestimiento duro . Esto permitió el primer automóvil del mercado estadounidense desde 1939 con faros de bombilla reemplazables: el Lincoln Mark VII de 1984 . Estos faros compuestos a veces se denominaban faros "Euro", ya que los faros aerodinámicos eran comunes en Europa. Aunque conceptualmente similares a los faros europeos con forma no estandarizada y construcción de bombilla reemplazable, estos faros se ajustan al diseño, construcción y especificaciones de rendimiento de los faros de la Norma federal 108 de seguridad de vehículos motorizados de EE. UU . En lugar de las normas de seguridad europeas internacionalizadas que se utilizan fuera de América del Norte. Sin embargo, este cambio en las regulaciones estadounidenses hizo posible que el estilo de los faros en el mercado estadounidense se acercara al de Europa.
Faros ocultos
Los faros ocultos se introdujeron en 1936, [24] en el Cord 810/812 . Estaban montados en los guardabarros delanteros, que eran suaves hasta que el operador apagaba las luces, cada una con su propia manivela pequeña montada en el tablero. Ayudaban a la aerodinámica cuando los faros no estaban en uso y se encontraban entre las características de diseño distintivas del Cord.
Los faros ocultos posteriores requieren uno o más servos y depósitos operados por vacío , con tuberías y conexiones asociadas, o motores eléctricos , trenes de engranajes y conexiones para elevar las luces a una posición exacta para asegurar una orientación correcta a pesar del hielo, la nieve y el tiempo. Algunos diseños de faros ocultos, como los del Saab Sonett III, utilizaban un varillaje mecánico operado por palanca para colocar los faros en su posición.
Durante las décadas de 1960 y 1970, muchos autos deportivos notables utilizaron esta característica, como el Chevrolet Corvette (C3) , Ferrari Berlinetta Boxer y Lamborghini Countach, ya que permitían líneas bajas del capó pero elevaban las luces a la altura requerida, pero desde 2004 no hay volumen moderno. Los modelos de automóviles producidos utilizan faros ocultos porque presentan dificultades para cumplir con las disposiciones de protección de peatones agregadas a las normas internacionales de seguridad de automóviles con respecto a protuberancias en las carrocerías para minimizar las lesiones a los peatones atropellados por automóviles. [24]
Algunos faros ocultos en sí mismos no se mueven, sino que están cubiertos cuando no están en uso por paneles diseñados para integrarse con el estilo del automóvil. Cuando se encienden las luces, las cubiertas se apartan, generalmente hacia abajo o hacia arriba, por ejemplo, en el Jaguar XJ220 de 1992 . El mecanismo de la puerta puede ser accionado por ollas de vacío , como en algunos vehículos Ford de finales de los sesenta hasta principios de los ochenta, como el Mercury Cougar de 1967-1970 , o mediante un motor eléctrico, como en varios productos Chrysler de mediados de los sesenta hasta finales de los setenta, como el Dodge Charger 1966-1967 .
Normativas y requisitos
Los faros modernos funcionan eléctricamente y se colocan en pares, uno o dos a cada lado de la parte delantera de un vehículo. Se requiere un sistema de faros para producir una luz de cruce y una luz de carretera, que pueden ser producidas por múltiples pares de luces de un solo haz o por un par de luces de doble haz, o una combinación de luces de un solo haz y de doble haz. Las luces altas proyectan la mayor parte de su luz en línea recta, maximizando la distancia de visión pero produciendo demasiado deslumbramiento para un uso seguro cuando hay otros vehículos en la carretera. Debido a que no hay un control especial de la luz ascendente, las luces altas también causan deslumbramiento por la niebla , la lluvia y la nieve debido a la retrorreflexión de las gotas de agua . Las luces bajas tienen un control más estricto de la luz ascendente y dirigen la mayor parte de su luz hacia abajo y hacia la derecha (en los países con tráfico por la derecha) o hacia la izquierda (en los países con tráfico por la izquierda), para proporcionar visibilidad hacia adelante sin deslumbramiento o deslumbramiento excesivo.
Haz bajo
Luz de cruce / cruce ECE |  Iluminación asimétrica de luz de cruce de la superficie de la carretera: se muestra la luz de circulación a la derecha |
Los faros de luz de cruce (luz de cruce, luz de cruce, luz de cruce) proporcionan una distribución de la luz diseñada para proporcionar iluminación frontal y lateral, con límites de luz dirigida hacia los ojos de otros usuarios de la carretera para controlar el deslumbramiento. Esta viga está diseñada para usarse siempre que haya otros vehículos delante, ya sea que se acerquen o sean adelantados.
Los Reglamentos internacionales de la CEPE para los faros de filamento [25] y los faros de descarga de alta intensidad [26] especifican un haz con un corte agudo y asimétrico que evita que se proyecte una cantidad significativa de luz a los ojos de los conductores de vehículos que circulan en sentido contrario o que circulan en sentido contrario. El control del deslumbramiento es menos estricto en el estándar de haz SAE de América del Norte contenido en FMVSS / CMVSS 108 . [27]
Haz alto
Luz de carretera / carretera ECE |  Iluminación simétrica de luces altas de la superficie de la carretera |
Los faros de luz alta (luz de carretera, luz de carretera, luz de carretera) proporcionan una distribución de luz brillante y ponderada en el centro sin un control particular de la luz dirigida hacia los ojos de otros usuarios de la carretera. Como tales, solo son adecuados para su uso cuando están solos en la carretera, ya que el deslumbramiento que producen deslumbrará a otros conductores.
Los reglamentos internacionales de ECE permiten faros de luz alta de mayor intensidad que los permitidos por los reglamentos de América del Norte . [28]
Compatibilidad con la direccionalidad del tráfico
La mayoría de los faros de luz baja están diseñados específicamente para usarse en un solo lado de la carretera . Los faros para uso en países con tráfico por la izquierda tienen faros de luz baja que "se inclinan hacia la izquierda"; la luz se distribuye con un sesgo hacia abajo / hacia la izquierda para mostrar al conductor la carretera y las señales hacia adelante sin cegar al tráfico que viene en sentido contrario. Los faros de los países con tráfico por la derecha tienen luces bajas que "se inclinan hacia la derecha", con la mayor parte de su luz dirigida hacia abajo o hacia la derecha.
Dentro de Europa, cuando se conduce un vehículo con faros de circulación por la derecha en un país de circulación por la izquierda o viceversa durante un tiempo limitado (por ejemplo, de vacaciones o en tránsito), es un requisito legal ajustar los faros de forma temporal -La distribución del haz lateral no deslumbra a los conductores que se aproximan. Esto se puede lograr mediante métodos que incluyen adherir calcomanías opacas o lentes prismáticos a una parte designada de la lente. Se pueden fabricar algunos faros delanteros tipo proyector para que produzcan un haz de tráfico adecuado hacia la izquierda o hacia la derecha moviendo una palanca u otro elemento móvil dentro o sobre el conjunto de la lámpara. [29] Muchos faros de tungsteno (pre-halógenos) de código europeo fabricados en Francia por Cibié, Marchal y Ducellier podrían ajustarse para producir una luz de cruce de circulación izquierda o derecha mediante un portalámparas de dos posiciones.
Debido a que los faros del lado equivocado de la carretera ciegan a los conductores que vienen en sentido contrario y no iluminan adecuadamente el camino del conductor, y las tiras opacas y los lentes prismáticos adhesivos reducen el desempeño de seguridad de los faros, algunos países exigen que todos los vehículos se registren o se utilicen de forma permanente o semi-permanente. base permanente dentro del país para estar equipados con faros diseñados para la correcta conducción. [30] [31] Los propietarios de vehículos norteamericanos a veces importan e instalan en forma privada faros del mercado japonés (JDM) en su automóvil con la creencia errónea de que el rendimiento del haz será mejor, cuando en realidad tal mala aplicación es bastante peligrosa e ilegal. [32] [33]
Adecuación
Se ha descubierto que los faros de los vehículos no pueden iluminar una distancia clara asegurada adelante a velocidades superiores a 60 km / h (40 mph). [34] [35] [36] [37] [38] Puede ser peligroso [34] y, en algunas áreas, ilegal [39] [40] [41] conducir por encima de esta velocidad durante la noche.
Usar durante el día
Algunos países exigen que los automóviles estén equipados con luces de circulación diurna (DRL) para aumentar la visibilidad de los vehículos en movimiento durante el día. Las regulaciones regionales rigen cómo se puede proporcionar la función DRL. En Canadá, la función DRL necesarias en los automóviles fabricados o importados desde el año 1990 puede ser proporcionada por los faros, la luces de niebla , el funcionamiento estacionario iluminado de los delanteros señales de giro , o por lámparas especiales de circulación diurna. [42] Todos los automóviles nuevos vendidos por primera vez en la Unión Europea desde febrero de 2011 requieren luces de circulación diurna funcionalmente dedicadas que no incluyan los faros . [43] Además de la UE y Canadá, los países que exigen DRL incluyen Albania, Argentina, [44] Bosnia y Herzegovina, Colombia (no más desde agosto de 2011), Islandia, Israel, Macedonia, Noruega, Moldavia, Rusia, Serbia y Uruguay. [ cita requerida ]
Construcción, desempeño y objetivo
Hay dos patrones de haz y estándares de construcción de faros diferentes en uso en el mundo: el estándar ECE , que está permitido o requerido en prácticamente todos los países industrializados excepto los Estados Unidos, y el estándar SAE que es obligatorio solo en los EE. UU. Japón anteriormente tenía regulaciones de iluminación personalizadas similares a las normas estadounidenses, pero para el lado izquierdo de la carretera. Sin embargo, Japón ahora se adhiere al estándar ECE. Las diferencias entre los estándares de faros delanteros SAE y ECE se encuentran principalmente en la cantidad de deslumbramiento permitido hacia otros conductores en las luces bajas (SAE permite mucho más deslumbramiento), la cantidad mínima de luz requerida para ser arrojada directamente por la carretera (SAE requiere más), y las ubicaciones específicas dentro del haz en las que se especifican los niveles de luz mínimos y máximos.
Las luces de cruce ECE se caracterizan por una clara línea de "corte" horizontal en la parte superior de la viga. Debajo de la línea es brillante y arriba oscuro. En el lado de la viga que mira en dirección opuesta al tráfico que se aproxima (a la derecha en los países con tráfico por la derecha, a la izquierda en los países con tráfico por la izquierda), este corte barre o escalona hacia arriba para dirigir la luz a las señales de tráfico y a los peatones. Las luces de cruce SAE pueden tener o no un corte, y si hay un corte, puede ser de dos tipos generales diferentes: VOL , que es conceptualmente similar a la viga ECE en que el corte está ubicado en la parte superior del lado izquierdo del haz y apunta ligeramente por debajo de la horizontal, o VOR , que tiene el corte en la parte superior del lado derecho del haz y apunta al horizonte. [45]
Los defensores de cada sistema de faros delanteros condenan al otro como inadecuado e inseguro: los defensores de EE. UU. Del sistema SAE afirman que el corte de luz de cruce de ECE proporciona distancias de visión cortas e iluminación inadecuada para las señales de tráfico en el techo, mientras que los proponentes internacionales del sistema ECE afirman que el sistema SAE produce demasiado deslumbramiento. [46] Los estudios comparativos han demostrado repetidamente que hay poca o ninguna ventaja de seguridad general para los haces SAE o ECE; La aceptación y el rechazo de los dos sistemas por parte de varios países se basa principalmente en qué sistema ya está en uso. [45] [47]
En América del Norte, el diseño, el rendimiento y la instalación de todos los dispositivos de iluminación de vehículos de motor están regulados por la Norma de seguridad de vehículos de motor federal y canadiense 108 , que incorpora las normas técnicas de SAE . En otras partes del mundo, las regulaciones internacionalizadas de ECE están vigentes ya sea por referencia o por incorporación en los códigos vehiculares de cada país.
Las leyes de EE. UU. Requerían faros de haz sellados en todos los vehículos entre 1940 y 1983, y otros países como Japón, Reino Unido y Australia también hicieron un uso extensivo de haces sellados. [ cuando? ] En la mayoría de los demás países, y en los EE. UU. Desde 1984, predominan los faros de bombillas reemplazables.
Los faros deben estar bien orientados. [48] Las regulaciones para el objetivo varían de un país a otro y de la especificación del haz a la especificación del haz. En los EE. UU., Los faros estándar SAE están orientados sin tener en cuenta la altura de montaje del faro. Esto le da a los vehículos con faros de montaje alto una ventaja en la distancia de visibilidad, a costa de un mayor deslumbramiento para los conductores en vehículos más bajos. Por el contrario, el ángulo de orientación de los faros ECE está vinculado a la altura de montaje de los faros, para dar a todos los vehículos una distancia de visión aproximadamente igual y a todos los conductores un deslumbramiento aproximadamente igual. [49]
Color claro
blanco
Por lo general, se requiere que los faros produzcan luz blanca, de acuerdo con las normas ECE y SAE. El Reglamento ECE 48 requiere actualmente que los vehículos nuevos estén equipados con faros que emitan luz blanca. [8] Las diferentes tecnologías de faros producen diferentes tipos característicos de luz blanca; la especificación del blanco es bastante grande y permite una amplia gama de colores aparentes desde el blanco cálido (con un matiz marrón-naranja-ámbar-amarillo) hasta el blanco frío (con un matiz azul-violeta).
Amarillo selectivo
Las regulaciones ECE anteriores también permitían la luz amarilla selectiva . Un experimento de investigación realizado en el Reino Unido en 1968 utilizando lámparas de tungsteno (no halógenas) encontró que la agudeza visual es aproximadamente un 3% mejor con los faros delanteros amarillos selectivos que con los blancos de igual intensidad. [50] Una investigación realizada en los Países Bajos en 1976 concluyó que los faros amarillos y blancos son equivalentes en lo que respecta a la seguridad del tráfico, aunque la luz amarilla provoca menos deslumbramiento molesto que la luz blanca. [51] Los investigadores señalan que las lámparas de filamento de tungsteno emiten solo una pequeña cantidad de luz azul bloqueada por un filtro amarillo selectivo, [50] por lo que tal filtración hace solo una pequeña diferencia en las características de la salida de luz, [52] y sugieren que los faros que utilizan tipos más nuevos de fuentes, como las bombillas de halogenuros metálicos (HID), pueden, a través de la filtración, emitir menos luz que distraiga la vista y al mismo tiempo tener una mayor salida de luz que los halógenos. [52]
Los faros delanteros amarillos selectivos ya no son comunes, pero están permitidos en varios países de Europa [ vago ] , así como en lugares no europeos como Corea del Sur, Japón [53] y Nueva Zelanda. [54] En Islandia , los faros amarillos están permitidos [55] y la normativa de vehículos de Mónaco todavía exige oficialmente la luz amarilla selectiva de las luces de cruce [56] y de carretera [57] de todos los vehículos , y las luces antiniebla si las hay. [58]
En Francia, un estatuto aprobado en noviembre de 1936 basado en el asesoramiento de la Comisión Central de Automóviles y Tráfico en General, requería la instalación de faros amarillos selectivos. [59] El mandato de los faros amarillos se promulgó para reducir la fatiga del conductor por el deslumbramiento incómodo . [60] El requisito se aplicó inicialmente a los vehículos registrados para uso en carretera después de abril de 1937, pero se pretendía extender a todos los vehículos mediante la modernización de luces amarillas selectivas en vehículos más antiguos, desde principios de 1939. Las etapas posteriores de la implementación se interrumpieron en septiembre 1939 por el estallido de la guerra . [ cita requerida ]
El mandato francés de luz amarilla se basó en observaciones de la Academia de Ciencias de Francia en 1934, cuando la Academia registró que la luz amarilla selectiva era menos deslumbrante que la luz blanca y que la luz se difundía menos en la niebla que las luces verdes o azules. [ cita requerida ] La luz amarilla se obtuvo a fuerza de vidrio amarillo para la bombilla o lente del faro, una capa amarilla en una bombilla, lente o reflector incoloros, o un filtro amarillo entre la bombilla y la lente. [61] Las pérdidas por filtración redujeron la intensidad de la luz emitida en aproximadamente un 18 por ciento, lo que podría haber contribuido a la reducción del deslumbramiento. [62]
El mandato estuvo en vigor hasta diciembre de 1992, [63] por lo que durante muchos años los faros amarillos marcaron visualmente los automóviles con matrícula francesa dondequiera que se vieran, [64] aunque se dice que algunos conductores franceses cambiaron a los faros blancos a pesar del requisito de los amarillos. . [sesenta y cinco]
El requisito fue criticado como una barrera comercial en el sector del automóvil; [66] El político francés Jean-Claude Martinez lo describió como una ley proteccionista . [67]
La investigación formal encontró, en el mejor de los casos, una pequeña mejora en la agudeza visual con los faros amarillos en lugar de los blancos, [50] [51] y el fabricante de automóviles francés Peugeot estimó que los faros blancos producen entre un 20 y un 30 por ciento más de luz, aunque sin explicar por qué esta estimación era mayor. que el valor del 15% al 18% medido en una investigación formal, y querían que los conductores de sus automóviles obtuvieran los beneficios de una iluminación adicional. [68] De manera más general, los reglamentos técnicos sobre vehículos específicos de cada país en Europa se consideraron una molestia costosa. En una encuesta publicada en 1988, los fabricantes de automóviles dieron una variedad de respuestas cuando se les preguntó cuánto costaba suministrar un automóvil con faros amarillos para Francia. General Motors y Lotus dijeron que no había costos adicionales, Rover dijo que el costo adicional era marginal y Volkswagen dijo que los faros amarillos agregaron 28 marcos alemanes al costo de producción del vehículo. [69] El cumplimiento del requisito francés de luces amarillas (entre otros requisitos de iluminación específicos de cada país) se emprendió como parte de un esfuerzo por lograr normas técnicas comunes para vehículos en toda la Comunidad Europea . [63] [64] Una disposición de la Directiva 91/663 del Consejo de la UE , emitida el 10 de diciembre de 1991, especificaba los faros blancos para todas las homologaciones de tipo de vehículos nuevos concedidas por la CE después del 1 de enero de 1993 y estipulaba que a partir de esa fecha la CE (posteriormente UE ) no se permitiría a los Estados miembros denegar la entrada de un vehículo que cumpla las normas de iluminación contenidas en el documento modificado [70] , por lo que Francia ya no podrá denegar la entrada a un vehículo con faros blancos. La directiva fue adoptada por unanimidad por el consejo y, por tanto, con el voto de Francia. [71]
Aunque ya no se requieren en Francia, los faros amarillos selectivos siguen siendo legales allí; el reglamento vigente estipula que "todo vehículo de motor debe estar equipado, en la parte delantera, con dos o cuatro luces, creando en sentido de avance una luz amarilla o blanca selectiva que permita una iluminación eficiente de la vía por la noche a una distancia, en condiciones despejadas, de 100 metros ". [72]
Sistemas ópticos
 Óptica de la lente, vista lateral. La luz se dispersa verticalmente (se muestra) y lateralmente (no se muestra). | Linterna frontal redonda sellada de 180 mm (7 pulg.) Con óptica de lente en un Jaguar E-type . Las flautas y prismas esparcen y distribuyen la luz captada por el reflector. |
Lámparas reflectoras
Óptica de la lente
Se coloca una fuente de luz ( filamento o arco) en o cerca del foco de un reflector, que puede ser parabólico o de forma compleja no parabólica. La óptica de fresnel y prisma moldeada en la lente del faro refracta (desplaza) partes de la luz lateral y verticalmente para proporcionar el patrón de distribución de luz requerido. La mayoría de los faros de haz sellados tienen lentes ópticas. [73]
Óptica reflectora
 Óptica reflectora, vista lateral | Un faro con reflector óptico en un Jeep Liberty . La lente transparente de la cubierta frontal solo tiene una función protectora. |
A partir de la década de 1980, los reflectores de los faros comenzaron a evolucionar más allá de la simple parábola de acero estampado . El Austin Maestro de 1983 fue el primer vehículo equipado con reflectores homofocales de Lucas-Carello , que comprendían secciones parabólicas de diferente longitud focal para mejorar la eficiencia de la recolección y distribución de la luz. [74] La tecnología CAD permitió el desarrollo de faros reflectores con reflectores no parabólicos de forma compleja. Comercializados por primera vez por Valeo bajo su marca Cibié, estos faros revolucionarían el diseño de automóviles. [75]
Los gemelos Dodge Monaco / Eagle Premier del mercado estadounidense de 1987 y el Citroën XM europeo fueron los primeros automóviles con faros de reflector complejo [76] con lentes ópticas facetadas. La división de lámparas guía de General Motors en Estados Unidos había experimentado con lámparas reflectoras complejas de lentes transparentes a principios de la década de 1970 y logró resultados prometedores, [77] pero el Honda Accord de 1990 del mercado estadounidense fue el primero en utilizar faros multirreflectores de lentes transparentes; Estos fueron desarrollados por Stanley en Japón. [78]
Las ópticas para distribuir la luz en el patrón deseado están diseñadas en el reflector mismo, en lugar de en la lente. Dependiendo de las herramientas y técnicas de desarrollo que se utilicen, el reflector puede diseñarse desde el principio con una forma personalizada, o puede empezar como una parábola que representa el tamaño y la forma del paquete completo. En el último caso, toda la superficie se modifica para producir segmentos individuales de contornos complejos calculados específicamente. La forma de cada segmento está diseñada de manera que su efecto acumulativo produzca el patrón de distribución de luz requerido. [73]
Los reflectores modernos suelen estar hechos de plástico moldeado por compresión o por inyección , aunque también existen reflectores ópticos de vidrio y metal. La superficie reflectante es de aluminio depositado al vapor, con un recubrimiento transparente para evitar que el aluminio extremadamente delgado se oxide. Deben mantenerse tolerancias extremadamente estrictas en el diseño y producción de faros con reflectores complejos.
Faros reflectores de doble haz
Conducir de noche es difícil y peligroso debido al resplandor cegador de los faros del tráfico que se aproxima. Hace tiempo que se buscan faros que iluminen satisfactoriamente la carretera sin causar deslumbramiento. Las primeras soluciones consistieron en circuitos de atenuación de tipo resistencia, que disminuían la intensidad de los faros. Esto dio lugar a reflectores basculantes y más tarde a bombillas de doble filamento con luz de cruce y de carretera.
En un faro de dos filamentos, solo puede haber un filamento exactamente en el punto focal del reflector. Hay dos medios principales para producir dos haces diferentes a partir de una bombilla de dos filamentos en un solo reflector.
Sistema americano
Un filamento está ubicado en el punto focal del reflector. El otro filamento se desplaza axial y radialmente lejos del punto focal. En la mayoría de los haces sellados de 2 filamentos y en las bombillas reemplazables de 2 filamentos del tipo 9004, 9007 y H13 , el filamento de la luz de carretera está en el punto focal y el filamento de la luz de cruce está desenfocado. Para su uso en países con tráfico por la derecha, el filamento de la luz de cruce se coloca ligeramente hacia arriba, hacia adelante y hacia la izquierda del punto focal, de modo que cuando se activa, el haz se ensancha y se desplaza ligeramente hacia abajo y hacia la derecha del eje del faro. Las bombillas de filamento transversal como la 9004 solo se pueden utilizar con los filamentos horizontales, pero el diseñador de los faros puede girar o "sincronizar" las bombillas de filamento axial para optimizar el patrón del haz o para afectar el sentido de circulación de la luz de cruce. Esto último se logra colocando el filamento de la luz de cruce en una posición hacia arriba, hacia adelante y hacia la izquierda para producir una luz de cruce hacia la derecha, o en una posición hacia arriba, hacia adelante y hacia la derecha, para producir una luz de cruce hacia la izquierda.
La táctica opuesta también se ha empleado en ciertas vigas selladas de dos filamentos. Colocar el filamento de la luz de cruce en el punto focal para maximizar la captación de luz del reflector y colocar el filamento de la luz de carretera ligeramente hacia atrás, hacia la derecha y hacia abajo del punto focal. El cambio de dirección relativo entre los dos haces es el mismo con cualquiera de las técnicas: en un país con tráfico por la derecha, el haz de luz bajo está ligeramente hacia abajo-derecha y el haz alto está ligeramente hacia arriba-izquierda, en relación con el otro, pero la óptica de la lente debe coincidir con las ubicaciones de filamento seleccionadas.
Sistema europeo
El método tradicional europeo de conseguir luces de cruce y de carretera con una sola bombilla implica dos filamentos a lo largo del eje del reflector. El filamento de la luz de carretera está en el punto focal, mientras que el filamento de la luz de cruce está aproximadamente 1 cm por delante del punto focal y 3 mm por encima del eje. Debajo del filamento de la luz de cruce hay un escudo en forma de copa (llamado " escudo de Graves ") que abarca un arco de 165 °. Cuando se ilumina el filamento de luz de cruce, este escudo proyecta una sombra en el área inferior correspondiente del reflector, bloqueando los rayos de luz descendentes que de otro modo golpearían el reflector y se proyectarían sobre el horizonte. La bombilla se gira (o "sincroniza") dentro del faro para colocar el escudo de Graves de modo que permita que la luz incida en una cuña de 15 ° de la mitad inferior del reflector. Se utiliza para crear la característica de barrido ascendente o ascendente de las distribuciones de luz de haz bajo ECE . La posición de rotación de la bombilla dentro del reflector depende del tipo de patrón de haz que se produzca y de la direccionalidad del tráfico del mercado al que está destinado el faro.
Este sistema se utilizó por primera vez con la bombilla incandescente de tungsteno Bilux / Duplo R2 de 1954, y más tarde con la bombilla halógena H4 de 1971. En 1992, se enmendaron las regulaciones de EE. tolerancias de producción estipuladas. Estos son física y eléctricamente intercambiables con bombillas H4. [79] Se utilizan técnicas ópticas similares, pero con reflectores o lentes ópticos diferentes para crear un patrón de haz estadounidense en lugar de uno europeo.
Cada sistema tiene sus ventajas y desventajas. Históricamente, el sistema estadounidense permitía una mayor cantidad total de luz dentro de la luz de cruce, ya que se usa toda el área del reflector y la lente, pero al mismo tiempo, el sistema estadounidense tradicionalmente ha ofrecido mucho menos control sobre la luz ascendente que causa deslumbramiento, y para esa razón ha sido rechazada en gran medida fuera de EE. UU. Además, el sistema americano dificulta la creación de distribuciones de luz de haz alto y bajo marcadamente diferentes. La luz de carretera suele ser una copia aproximada de la luz de cruce, desplazada ligeramente hacia arriba y hacia la izquierda. El sistema europeo producía tradicionalmente luces bajas que contenían menos luz en general, porque solo el 60% de la superficie del reflector se utiliza para crear las luces bajas. Sin embargo, el enfoque de las luces bajas y el control del deslumbramiento son más fáciles de lograr. Además, el 40% inferior del reflector y la lente están reservados para la formación de la luz de carretera, lo que facilita la optimización de las luces de cruce y de carretera.
Desarrollos en las décadas de 1990 y 2000
La tecnología de reflector complejo en combinación con nuevos diseños de bombillas como la H13 está permitiendo la creación de patrones de luz de cruce y de carretera de tipo europeo sin el uso de un Graves Shield, mientras que la aprobación de la bombilla H4 en los EE. UU. En 1992 ha hecho tradicionalmente europeo 60% / Divisiones de área óptica del 40% para luces de cruce y de carretera comunes en los EE. UU. Por lo tanto, la diferencia en el área óptica activa y el contenido total de luz del haz ya no existe necesariamente entre los haces de EE. UU. Y ECE. Los faros HID de doble haz que emplean tecnología reflectora se han fabricado utilizando adaptaciones de ambas técnicas.
Lámparas para proyectores (polielipsoidales)
 Óptica del proyector, vista lateral | Faros de proyección en un Mercedes Benz Clase C |
En este sistema, un filamento está ubicado en un foco de un reflector elipsoidal y tiene una lente condensadora en la parte delantera de la lámpara. Hay una cortina en el plano de la imagen, entre el reflector y la lente, y la proyección del borde superior de esta cortina proporciona el corte de luz de cruce. La forma del borde de la sombra y su posición exacta en el sistema óptico determinan la forma y la nitidez del corte. [73] La persiana puede bajarse mediante un pivote accionado por solenoide para proporcionar una luz de cruce y retirarse de la trayectoria de la luz para la luz de carretera. Estas ópticas se conocen como proyectores BiXenon o BiHalogen . Si la pantalla de corte se fija en la trayectoria de la luz, se requieren luces de carretera separadas. La lente del condensador puede tener leves anillos de Fresnel u otros tratamientos superficiales para reducir la nitidez de corte. Las lentes de condensador modernas incorporan características ópticas diseñadas específicamente para dirigir algo de luz hacia arriba, hacia las ubicaciones de las señales de tráfico retrorreflectantes .
Hella introdujo la óptica elipsoidal para los faros de acetileno en 1911, pero tras la electrificación de la iluminación de los vehículos, esta técnica óptica no se utilizó durante muchas décadas. La primera lámpara automotriz polelipsoidal (proyector) moderna fue la Super-Lite , un faro auxiliar producido en una empresa conjunta entre Chrysler Corporation y Sylvania e instalado opcionalmente en automóviles Dodge de tamaño completo de 1969 y 1970 . Utilizaba una bombilla halógena de tungsteno de filamento transversal de 85 vatios y estaba destinada a ser un haz medio, para extender el alcance de las luces bajas durante los viajes en la autopista de peaje cuando las luces bajas por sí solas eran inadecuadas pero las luces altas producían un deslumbramiento excesivo. [80]
Los faros principales del proyector aparecieron en 1981 en el Audi Quartz, un automóvil conceptual diseñado por Pininfarina para el Salón del Automóvil de Ginebra. [81] Desarrollado más o menos simultáneamente en Alemania por Hella y Bosch y en Francia por Cibié, el haz de luz bajo del proyector permitía un enfoque de haz preciso y un paquete óptico de diámetro mucho más pequeño, aunque mucho más profundo, para cualquier salida de haz dada. [ cita requerida ] El 1986 BMW Serie 7 (E32) fue el primer automóvil de producción en serie en utilizar faros polielipsoidales de luz de cruce. [82] [83] [84] La principal desventaja de este tipo de faro es la necesidad de adaptarse a la profundidad física del conjunto, que puede extenderse hacia atrás en el compartimiento del motor.
Fuentes de luz
Tungsteno
La primera fuente de luz de un faro eléctrico fue el filamento de tungsteno , que funciona en una atmósfera de vacío o gas inerte dentro de la bombilla del faro o haz sellado. En comparación con las fuentes de luz de tecnología más nueva, los filamentos de tungsteno emiten pequeñas cantidades de luz en relación con la energía que consumen. Además, durante el funcionamiento normal de dichas lámparas, el tungsteno se evapora de la superficie del filamento y se condensa en el vidrio de la bombilla, ennegreciéndolo. Esto reduce la salida de luz del filamento y bloquea parte de la luz que pasaría a través de un vidrio de bombilla no ennegrecido, aunque el ennegrecimiento fue un problema menor en las unidades de haz selladas; su gran superficie interior minimizó el espesor de la acumulación de tungsteno. Por estas razones, los filamentos de tungsteno simples son casi obsoletos en el servicio de faros de automóviles.
Halógeno de tungsteno
Tungsteno-halógeno tecnología (también llamado "de cuarzo-halógeno", "de cuarzo-yodo", "ciclo de yodo", etc.) aumenta el lumínica eficaz eficacia de un tungsteno filamento: cuando se opera a una temperatura de filamento superior, que resulta en más lúmenes de salida por vatio de entrada, una lámpara de tungsteno-halógeno tiene una vida útil de brillo mucho más larga que los filamentos similares que funcionan sin el ciclo de regeneración de halógeno. A igual luminosidad, las bombillas de ciclo halógeno también tienen una vida útil más larga. Las fuentes de luz de los faros halógenos de diseño europeo generalmente están configuradas para proporcionar más luz con el mismo consumo de energía que sus contrapartes de tungsteno simple de menor salida. Por el contrario, muchos diseños con sede en EE. UU. Están configurados para reducir o minimizar el consumo de energía mientras se mantiene la salida de luz por encima de los requisitos mínimos legales; Algunas fuentes de luz de faros de tungsteno-halógeno de EE. UU. producen menos luz inicial que sus contrapartes que no son halógenas. [85] Un leve beneficio teórico de economía de combustible y un menor costo de construcción del vehículo a través de cables e interruptores más bajos fueron los beneficios declarados cuando la industria estadounidense eligió por primera vez cómo implementar la tecnología de tungsteno-halógeno. Hubo una mejora en la distancia de visión con las luces altas halógenas de EE. UU., A las que se les permitió por primera vez producir 150,000 candelas (cd) por vehículo, el doble del límite no halógeno de 75,000 cd, pero aún muy por debajo del límite internacional europeo de 225,000 CD. Después de que se permitieran las bombillas halógenas reemplazables en los faros estadounidenses en 1983, el desarrollo de las bombillas estadounidenses continuó favoreciendo una vida útil prolongada y un bajo consumo de energía, mientras que los diseños europeos continuaron priorizando la precisión óptica y el rendimiento máximo. [85]
La lámpara H1 fue la primera fuente de luz de faro de tungsteno-halógeno. Fue introducido en 1962 por un consorcio de fabricantes europeos de bombillas y faros. Esta bombilla tiene un solo filamento axial que consume 55 vatios a 12,0 voltios y produce 1550 lúmenes ± 15% cuando se opera a 13,2 V. H2 (55 W @ 12,0 V, 1820 lm @ 13,2 V) seguido en 1964, y el transversal- filamento H3 (55 W a 12,0 V, 1450 lm ± 15%) en 1966. H1 todavía tiene un amplio uso en luces bajas, luces altas y luces auxiliares antiniebla y de conducción , al igual que H3. El H2 ya no es un tipo actual, ya que requiere una intrincada interfaz de portalámparas a la lámpara, tiene una vida corta y es difícil de manejar. Por esos motivos, se retiró el H2 [86] del Reglamento 37 de la CEPE para su uso en nuevos diseños de lámparas (aunque las bombillas H2 todavía se fabrican con fines de sustitución en las lámparas existentes), pero H1 y H3 siguen siendo actuales y estas dos bombillas se legalizaron en los Estados Unidos. Estados Unidos en 1993. [87] [88] Los diseños de bombillas de un solo filamento más recientes incluyen el H7 (55 W a 12,0 V, 1500 lm ± 10% a 13,2 V), H8 (35 W a 12,0 V, 800 lm ± 15% A 13,2 V), H9 (65 W a 12,0 V, 2100 lm ± 10% a 13,2 V) y H11 (55 W a 12,0 V, 1350 lm ± 10% a 13,2 V). [89] Las versiones de 24 voltios de muchos tipos de bombillas están disponibles para su uso en camiones, autobuses y otros vehículos comerciales y militares.
La primera bombilla halógena de doble filamento que produce luces de cruce y de carretera, la H4 (60/55 W a 12 V, 1650/1000 lm ± 15% a 13,2 V), [89] se lanzó en 1971 [12] y rápidamente se convirtió en la bombilla de faro predominante en todo el mundo, excepto en los Estados Unidos, donde el H4 aún no es legal para uso automotriz. En 1989, los estadounidenses crearon su propio estándar para una bombilla llamada HB2: casi idéntica a la H4 excepto con restricciones más estrictas en la geometría del filamento y la variación posicional, [90] [91] y el consumo de energía y la salida de luz expresada en el voltaje de prueba de EE. UU. De 12,8V. [92]
La primera bombilla halógena para faros delanteros de EE. UU., Presentada en 1983, fue la HB1 / 9004. Es un diseño de doble filamento transversal de 12,8 voltios que produce 700 lúmenes en la luz de cruce y 1200 lúmenes en la luz de carretera. El 9004 tiene una potencia de 65 vatios (luz de carretera) y 45 vatios (luz de cruce) a 12,8 voltios. Otras bombillas halógenas aprobadas en EE. UU. Incluyen HB3 (65 W, 12,8 V), HB4 (55 W, 12,8 V) y HB5 (65/55 vatios, 12,8 V). [93] Todas las bombillas de diseño europeo y aprobadas internacionalmente, excepto la H4, están actualmente aprobadas para su uso en faros que cumplen con los requisitos de EE. UU.
Reflectante infrarrojo halógeno (HIR)
Un desarrollo posterior de la bombilla halógena de tungsteno tiene un revestimiento dicroico que deja pasar la luz visible y refleja la radiación infrarroja . El vidrio de una bombilla de este tipo puede ser esférico o tubular. La radiación infrarroja reflejada incide en el filamento ubicado en el centro de la envoltura de vidrio, calentando el filamento en un grado mayor de lo que se puede lograr mediante el calentamiento resistivo solo. El filamento sobrecalentado emite más luz sin aumentar el consumo de energía. [94]
Descarga de alta intensidad (HID)
Las lámparas de descarga de alta intensidad (HID) producen luz con un arco eléctrico en lugar de un filamento incandescente. La alta intensidad del arco proviene de las sales metálicas que se vaporizan dentro de la cámara del arco. Estas lámparas tienen una mayor eficacia que las lámparas de tungsteno. Debido a la mayor cantidad de luz disponible de las lámparas HID en relación con las bombillas halógenas, los faros HID que producen un patrón de haz determinado pueden hacerse más pequeños que los faros halógenos que producen un patrón de haz comparable. Alternativamente, se puede conservar el tamaño más grande, en cuyo caso el faro de xenón puede producir un patrón de haz más robusto. [ investigación original? ]
Los HID automotrices pueden denominarse "faros de xenón", aunque en realidad son lámparas de halogenuros metálicos que contienen gas xenón . El gas xenón permite que las lámparas produzcan una luz mínimamente adecuada inmediatamente después del encendido y acorta el tiempo de encendido. El uso de argón , como se hace comúnmente en el alumbrado público y otras aplicaciones de lámparas de halogenuros metálicos estacionarios, hace que las lámparas tarden varios minutos en alcanzar su potencia máxima.
La luz de los faros HID puede exhibir un tinte azulado distintivo en comparación con los faros de filamento de tungsteno.
Modernización
Cuando un faro halógeno se equipa con una bombilla HID, se altera la distribución y la potencia de la luz. [95] En los Estados Unidos, la iluminación de vehículos que no se ajuste a FMVSS 108 no es legal en la calle. [95] Se producirá deslumbramiento y la homologación o certificación del faro perderá su validez con la distribución de la luz alterada, por lo que el faro ya no es legal en la calle en algunos lugares. [96] En los Estados Unidos, los proveedores, importadores y vendedores que ofrecen kits que no cumplen están sujetos a multas civiles. Para octubre de 2004, la NHTSA había investigado a 24 proveedores y todos dieron como resultado la terminación de la venta o retiradas del mercado. [97]
En Europa y en muchos países no europeos que aplican la normativa ECE , incluso los faros delanteros HID diseñados como tales deben estar equipados con limpieza de lentes y sistemas de autonivelación automática, excepto en motocicletas. [96] Estos sistemas suelen estar ausentes en vehículos que originalmente no estaban equipados con lámparas HID.
Historia
En 1992, Hella y Bosch fabricaron los primeros faros HID de luz baja de producción a partir de 1992 para su disponibilidad opcional en el BMW Serie 7 . [12] [13] Este primer sistema utiliza una bombilla incorporada no reemplazable sin un protector de vidrio que bloquee los rayos UV o un corte de seguridad eléctrico sensible al tacto, designado D1 [98] , una designación que se reciclaría años después para un tipo de lámpara completamente diferente. El balasto de CA es aproximadamente del tamaño de un ladrillo de construcción. En 1996, el primer esfuerzo estadounidense en los faros delanteros HID fue en el Lincoln Mark VIII 1996–98 , que usa faros reflectores con una lámpara de encendido integral desenmascarada fabricada por Sylvania y designada como Tipo 9500 . Este era el único sistema que funcionaba con CC , ya que la confiabilidad resultó ser inferior a la de los sistemas de CA. [ cita requerida ] El sistema Tipo 9500 no se usó en ningún otro modelo y fue descontinuado después de la adquisición de Sylvania por parte de Osram en 1997. [ cita requerida ] Todos los faros delanteros HID en todo el mundo utilizan actualmente bombillas y balastos operados por CA estandarizados. En 1999, el primer mundialLos faros HID bi-xenón para luces de cruce y de carretera se introdujeron en la Clase CL de Mercedes-Benz . [99]
Operación
Las bombillas de los faros delanteros HID no funcionan con corriente CC de bajo voltaje, por lo que requieren un balasto con un encendedor interno o externo . El encendedor está integrado en la bombilla en los sistemas D1 y D3, y es una unidad separada o parte del balasto en los sistemas D2 y D4. El balasto controla la corriente a la bombilla. La operación de encendido y lastre se realiza en tres etapas:
- Encendido: se utiliza un pulso de alto voltaje para producir un arco eléctrico , de manera similar a una bujía , que ioniza el gas xenón, creando un canal conductor entre los electrodos de tungsteno. La resistencia eléctrica se reduce dentro del canal y la corriente fluye entre los electrodos.
- Fase inicial: la bombilla se acciona con sobrecarga controlada. Debido a que el arco funciona a alta potencia, la temperatura en la cápsula aumenta rápidamente. Las sales metálicas se vaporizan y el arco se intensifica y se completa espectralmente . La resistencia entre los electrodos también cae; el alimentador de balasto electrónico lo registra y pasa automáticamente a funcionamiento continuo.
- Funcionamiento continuo: todas las sales metálicas están en fase de vapor, el arco ha alcanzado su forma estable y la eficacia luminosa ha alcanzado su valor nominal. El balasto ahora suministra energía eléctrica estable para que el arco no parpadee. El voltaje de funcionamiento estable es de 85 voltios CA en los sistemas D1 y D2, 42 voltios CA en los sistemas D3 y D4. La frecuencia de la corriente alterna de onda cuadrada es típicamente de 400 hercios o más.
El comando suele estar cerca del volante y se muestra un indicador específico en el tablero.
Tipos de bombillas
Los faros delanteros HID producen entre 2800 y 3500 lúmenes entre 35 y 38 vatios de potencia eléctrica, mientras que las bombillas de filamento halógeno producen entre 700 y 2100 lúmenes entre 40 y 72 vatios a 12,8 V. [89] [100] [101]
Las categorías de bombillas de producción actual son D1S, D1R, D2S, D2R, D3S, D3R, D4S y D4R. La D significa descarga y el número es el designador de tipo. La última letra describe el escudo exterior. El arco dentro de una bombilla de faro HID genera una luz ultravioleta (UV) de onda corta considerable , pero nada de ella escapa de la bombilla, ya que se incorpora un protector de vidrio duro que absorbe los rayos UV alrededor del tubo de arco de la bombilla. Esto es importante para evitar la degradación de los componentes y materiales sensibles a los rayos ultravioleta en los faros, como lentes de policarbonato y revestimientos reflectores. Las lámparas "S" (D1S, D2S, D3S y D4S) tienen una pantalla de vidrio simple y se utilizan principalmente en ópticas de tipo proyector. Las lámparas "R" (D1R, D2R, D3R y D4R) están diseñadas para su uso en ópticas de faros tipo reflector. Tienen una máscara opaca que cubre partes específicas del escudo, lo que facilita la creación óptica del límite claro-oscuro (corte) cerca de la parte superior de una distribución de luz de haz bajo. Las lámparas HID automotrices emiten una considerable luz casi ultravioleta, a pesar del escudo.
Color
La temperatura de color correlacionada de los faros delanteros HID de automóviles instalados en fábrica está entre 4100K y 5000K [ cita requerida ] mientras que las lámparas halógenas de tungsteno están entre 3000K y 3550K. La distribución de potencia espectral (SPD) de un faro HID de automóvil es discontinua y puntiaguda, mientras que la SPD de una lámpara de filamento, como la del sol, es una curva continua. Además, el índice de reproducción cromática (CRI) de los faros de tungsteno-halógeno (98) está mucho más cerca que el de los faros HID (~ 75) de la luz solar normalizada (100). Los estudios no han demostrado ningún efecto de seguridad significativo de este grado de variación CRI en los faros. [102] [103] [104] [105]
Ventajas
Mayor seguridad
Las lámparas HID automotrices ofrecen alrededor de 3000 lúmenes y 90 Mcd / m 2 frente a 1400 lúmenes y 30 Mcd / m 2 [ disputado ] que ofrecen las lámparas halógenas. En una óptica de faro diseñada para usarse con una lámpara HID, produce más luz utilizable. Los estudios han demostrado que los conductores reaccionan más rápido y con mayor precisión a los obstáculos de la carretera con buenos faros HID que con los halógenos. [106] Por tanto, unos buenos faros HID contribuyen a la seguridad en la conducción. [107] El argumento contrario es que el deslumbramiento de los faros HID puede reducir la seguridad del tráfico al interferir con la visión de otros conductores.
Eficacia y rendimiento
La eficacia luminosa es la medida de cuánta luz se produce frente a cuánta energía se consume. Las lámparas HID ofrecen una mayor eficacia que las lámparas halógenas. Las lámparas halógenas de mayor intensidad, H9 y HIR1, producen de 2100 a 2530 lúmenes desde aproximadamente 70 vatios a 13,2 voltios. Una bombilla D2S HID produce 3200 lúmenes desde aproximadamente 42 vatios durante un funcionamiento estable. [89] La reducción del consumo de energía significa un menor consumo de combustible, con la consiguiente menor emisión de CO2 por vehículo equipado con iluminación HID (1,3 g / km asumiendo que el 30% del tiempo de funcionamiento del motor es con las luces encendidas).
Longevidad
La vida útil promedio de una bombilla HID es de 2000 horas, en comparación con entre 450 y 1000 horas para una lámpara halógena. [108]
Desventajas
Destello
Los vehículos equipados con faros HID (excepto motocicletas) están obligados por la regulación ECE 48 también a estar equipados con sistemas de limpieza de lentes de faros y control automático de nivelación del haz. Ambas medidas están destinadas a reducir la tendencia de los faros de alto rendimiento a causar altos niveles de deslumbramiento a otros usuarios de la carretera. En América del Norte, ECE R48 no se aplica y, aunque se permiten limpiadores de lentes y niveladores de haz, no son obligatorios; [109] Los faros delanteros HID son notablemente menos frecuentes en los EE. UU., Donde han producido importantes quejas por deslumbramiento. [110] Un estudio científico sobre el deslumbramiento de los faros ha demostrado que para cualquier nivel de intensidad dado, la luz de los faros HID es un 40% más deslumbrante que la luz de los faros halógenos de tungsteno. [111]
Contenido de mercurio
Los tipos de bombillas HID para faros delanteros D1R, D1S, D2R, D2S y 9500 contienen mercurio, un metal pesado tóxico . La eliminación de piezas de vehículos que contienen mercurio está cada vez más regulada en todo el mundo, por ejemplo, según las regulaciones de la EPA de EE . UU . Los diseños de bombillas HID más recientes D3R, D3S, D4R y D4S que están en producción desde 2004 no contienen mercurio, [112] [113] pero no son eléctrica o físicamente compatibles con los faros diseñados para tipos de bombillas anteriores.
Costo
Los faros HID son significativamente más costosos de producir, instalar, comprar y reparar. El costo adicional de las luces HID puede exceder el ahorro de combustible debido a su menor consumo de energía, aunque parte de esta desventaja de costo se compensa con la mayor vida útil de la bombilla HID en relación con las bombillas halógenas.
DIRIGIÓ
Cronología
Las aplicaciones de faros de automoción que utilizan diodos emisores de luz (LED) han experimentado un desarrollo muy activo desde 2004. [114] [115]
Las luces bajas en 2006 la primera serie de producción de LED fueron montados en fábrica en el 600h / LS 600h L Lexus LS . Las funciones de luz de carretera y señal de giro utilizaban bombillas de filamento. El faro fue suministrado por Koito .
En 2007, los primeros faros con todas las funciones provistas por LED, suministrados por AL-Automotive Lighting , se introdujeron en el automóvil deportivo V10 Audi R8 (excepto en América del Norte). [116]
En 2009, los faros delanteros Hella del Cadillac Escalade Platinum 2009 se convirtieron en los primeros faros completamente LED para el mercado norteamericano. [ cita requerida ]
En 2010, se introdujeron en el Mercedes CLS 2011 los primeros faros completamente LED con luz de carretera adaptativa y lo que Mercedes denominó "Sistema de iluminación inteligente" .
En 2013, Audi introdujo los primeros faros adaptativos "Matrix LED" totalmente LED sin deslumbramiento y controlados digitalmente en el A8 renovado , con 25 segmentos LED individuales. [117] El sistema atenúa la luz que brillaría directamente sobre los vehículos que se aproximan y se acercan, pero continúa proyectando toda su luz sobre las zonas entre ellos y junto a ellos. Esto funciona porque las luces altas LED se dividen en numerosos diodos emisores de luz individuales. Los LED de luz de carretera en ambos faros están dispuestos en una matriz y se adaptan de forma totalmente electrónica al entorno en milisegundos. Se activan y desactivan o se atenúan individualmente mediante una unidad de control. Además, los faros también funcionan como luz de curva. Utilizando los datos de ruta predictivos proporcionados por el MMI navigation plus , el foco del haz se desplaza hacia la curva incluso antes de que el conductor gire el volante. En 2014: Mercedes-Benz introdujo una tecnología similar en la Clase CLS renovada en 2014, llamada Multhaz LED, con 24 segmentos individuales. [118]
A partir de 2010, los faros LED, como los disponibles en el Toyota Prius , ofrecían un rendimiento entre faros halógenos y HID, [119] con un consumo de energía del sistema ligeramente inferior al de otros faros, una vida útil más prolongada y posibilidades de diseño más flexibles. [120] [121] A medida que la tecnología LED continúa evolucionando, se predijo que el rendimiento de los faros LED mejoraría para acercarse, encontrarse y quizás algún día superar al de los faros HID. [122] Eso ocurrió a mediados de 2013, cuando el Mercedes Clase S llegó con faros LED que ofrecían un rendimiento más alto que las configuraciones HID comparables. [123]
Lentes fríos
Antes de los LED, todas las fuentes de luz utilizadas en los faros (tungsteno, halógeno, HID) emitían energía infrarroja que puede descongelar la nieve acumulada y el hielo de la lente del faro y evitar una mayor acumulación. Los LED no lo hacen. Algunos faros LED mueven el calor desde el disipador de calor en la parte posterior de los LED a la cara interior de la lente frontal para calentarlo, [ cita requerida ] mientras que en otros no se prevé la descongelación de la lente.
Láser
Una lámpara láser usa espejos para dirigir un láser hacia un fósforo que luego emite una luz. Las lámparas láser utilizan la mitad de energía que las lámparas LED . Fueron desarrollados por primera vez por Audi para su uso como faros en las 24 Horas de Le Mans . [124]
En 2014, el BMW i8 se convirtió en el primer automóvil de producción que se vendió con una luz de carretera auxiliar basada en esta tecnología. [125] El Audi R8 LMX de producción limitada utiliza láseres para su función de lámpara puntual, que proporciona iluminación para conducir a alta velocidad en condiciones de poca luz. El Rolls-Royce Phantom VIII emplea faros láser con un alcance de luz de carretera de más de 600 metros. [126]
Faros automáticos
Los sistemas automáticos para activar los faros delanteros han estado disponibles desde mediados de la década de 1960, [ cita requerida ] originalmente solo en modelos estadounidenses de lujo como Cadillac, Lincoln e Imperial. [ cita requerida ] Las implementaciones básicas encienden los faros al anochecer y los apagan al amanecer. Las implementaciones modernas usan sensores para detectar la cantidad de luz exterior. UN R48 ha ordenado la instalación de faros automáticos desde el 30 de julio de 2016. Con una luz de circulación diurna equipada y en funcionamiento, la luz de cruce debe encenderse automáticamente si el automóvil circula en condiciones ambientales de menos de 1000 lux, como en un túnel y en ambientes oscuros. Mientras que en tales situaciones, una luz de circulación diurna haría que el deslumbramiento fuera más evidente para el próximo conductor del vehículo, lo que a su vez influiría en la vista del próximo conductor del vehículo, de modo que, al cambiar automáticamente la luz de circulación diurna a la luz de cruce, la inherente El defecto de seguridad podría resolverse y garantizarse el beneficio de seguridad.
Control de puntería del haz
Sistemas de nivelación de faros
El Citroën 2CV de 1948 se lanzó en Francia con un sistema de nivelación manual de faros, controlado por el conductor con una perilla a través de un varillaje mecánico. Esto permitió al conductor ajustar la orientación vertical de los faros para compensar la carga de pasajeros y carga en el vehículo. En 1954, Cibié introdujo un sistema de nivelación automática de faros vinculado al sistema de suspensión del vehículo para mantener los faros correctamente orientados independientemente de la carga del vehículo, sin la intervención del conductor. El primer vehículo para estar equipadas de fue el Panhard Dyna Z . A partir de la década de 1970, Alemania y algunos otros países europeos comenzaron a exigir sistemas de nivelación de faros con control remoto que permitan al conductor bajar el objetivo de las luces por medio de una palanca o perilla de control del tablero si la parte trasera del vehículo está cargada con pasajeros o carga, que tendería a elevar el ángulo de orientación de las luces y crear deslumbramiento. Estos sistemas suelen utilizar motores paso a paso en el faro y un interruptor giratorio en el tablero marcado como "0", "1", "2", "3" para diferentes alturas de haz, siendo "0" la posición "normal" (y la más alta). para cuando el coche tiene poca carga.
El Reglamento ECE 48 internacionalizado , vigente en la mayor parte del mundo fuera de América del Norte, actualmente especifica un rango limitado dentro del cual el objetivo vertical de los faros debe mantenerse bajo diversas condiciones de carga del vehículo; Si el vehículo no está equipado con una suspensión adaptativa suficiente para mantener los faros orientados correctamente independientemente de la carga, se requiere un sistema de nivelación de faros. [8] El reglamento estipula una versión más estricta de esta medida antideslumbrante si el vehículo tiene faros con fuente (s) de luz de cruce que producen más de 2.000 lúmenes, por ejemplo, bombillas de xenón y ciertos halógenos de alta potencia. Dichos vehículos deben estar equipados con sistemas de autonivelación de los faros que detectan el grado de agachamiento del vehículo debido a la carga de carga y la inclinación de la carretera, y ajustan automáticamente el objetivo vertical de los faros para mantener el haz correctamente orientado sin que el conductor deba realizar ninguna acción. [8]
Los sistemas de nivelación no son requeridos por las regulaciones norteamericanas. Sin embargo, un estudio de 2007 sugiere que los niveladores automáticos en todos los faros delanteros, no solo en aquellos con fuentes de luz de alta potencia, brindarían a los conductores importantes beneficios de seguridad al ver mejor y menos deslumbramiento. [127]
Faros direccionales
Estos proporcionan una iluminación mejorada para las curvas. Algunos automóviles tienen sus faros conectados al mecanismo de dirección para que las luces sigan el movimiento de las ruedas delanteras. El Tatra checoslovaco fue uno de los primeros en implementar esta técnica, produciendo en la década de 1930 un vehículo con un faro direccional central. El Tucker Sedan estadounidense de 1948 también estaba equipado con un tercer faro central conectado mecánicamente al sistema de dirección.
El Citroën DS francés de 1967 y el Citroën SM de 1970 estaban equipados [128] con un elaborado sistema de posicionamiento dinámico de los faros que ajustaba la posición horizontal y vertical de los faros internos en respuesta a las señales de los sistemas de dirección y suspensión del vehículo.
En ese momento, las reglamentaciones estadounidenses exigían que este sistema se eliminara de los modelos vendidos en los Estados Unidos. [129]
Los autos de la serie D equipados con el sistema usaban cables que conectaban los faros de largo alcance a una palanca en el relé de dirección, mientras que los faros internos de largo alcance en el SM usaban un sistema hidráulico sellado que usa un fluido a base de glicerina en lugar de cables mecánicos. [ cita requerida ] Ambos sistemas tenían el mismo diseño que los sistemas de nivelación de faros de sus respectivos automóviles. Los cables del sistema D tendían a oxidarse en las cubiertas de los cables, mientras que el sistema SM filtraba líquido gradualmente, lo que provocaba que las lámparas de largo alcance se volvieran hacia adentro, luciendo "bizcas". Se proporcionó un ajuste manual, pero una vez que llegó al final de su recorrido, el sistema requirió rellenar con líquido o reemplazar los tubos y salpicaderos. [ cita requerida ]
Los vehículos Citroën SM del mercado no estadounidense estaban equipados con calefacción de los cristales de las cubiertas de los faros, este calor suministrado por conductos que transportan aire caliente desde el escape del radiador hasta el espacio entre las lentes de los faros y los cristales de las cubiertas. [ cita requerida ] Esto proporcionó el desempañado / desempañado de todo el interior de los cubreobjetos, manteniendo el vidrio libre de niebla / niebla en toda la superficie. Las gafas tienen rayas finas en sus superficies que se calientan con los rayos de los faros; sin embargo, el aire caliente conducido proporciona desempañado cuando los faros delanteros no están encendidos. Las franjas de los anteojos en los autos D y SM parecen similares a las tiras calefactoras del desempañador eléctrico de vidrio del parabrisas trasero, pero son pasivas, no electrificadas [ cita requerida ]
Sistema avanzado de iluminación frontal (AFS)
A partir de la década de 2000, hubo un resurgimiento del interés en la idea de mover u optimizar el haz de los faros delanteros en respuesta no solo a la dinámica de dirección y suspensión de los vehículos, sino también a las condiciones climáticas ambientales y de visibilidad, la velocidad del vehículo y la curvatura y el contorno de la carretera. Un grupo de trabajo de la organización EUREKA , compuesto principalmente por fabricantes de automóviles, empresas de iluminación y reguladores europeos, comenzó a trabajar para desarrollar especificaciones de diseño y rendimiento para lo que se conoce como sistemas de iluminación frontal adaptables, comúnmente AFS . [130] Fabricantes como BMW , Toyota , [131] Škoda , [132] y Vauxhall / Opel [133] han lanzado vehículos equipados con AFS desde 2003.
En lugar de los enlaces mecánicos empleados en los sistemas de faros direccionales anteriores, AFS se basa en sensores, transductores y actuadores electrónicos . Otras técnicas de AFS incluyen sistemas ópticos auxiliares especiales dentro de las carcasas de los faros de un vehículo. Estos sistemas auxiliares pueden encenderse y apagarse según el vehículo y las condiciones de funcionamiento requieran luz u oscuridad en los ángulos cubiertos por el haz que produce la óptica auxiliar. Un sistema típico mide el ángulo de dirección y la velocidad del vehículo para girar los faros. [134] Los sistemas AFS más avanzados utilizan señales GPS para anticipar cambios en la curvatura de la carretera, en lugar de simplemente reaccionar ante ellos.
Cambio automático de haz
Incluso cuando las condiciones justificarían el uso de luces de carretera, los conductores a menudo no las usan. [135] Ha habido esfuerzos durante mucho tiempo, particularmente en Estados Unidos, para diseñar un sistema de selección de haz automático eficaz para aliviar al conductor de la necesidad de seleccionar y activar el haz correcto a medida que cambian las condiciones del tráfico, el clima y las carreteras. General Motors introdujo el primer atenuador automático de faros llamado "Autronic Eye" en 1952 en sus modelos Cadillac , Buick y Oldsmobile ; la característica se ofreció en otros vehículos de GM a partir de 1953. [136] [137] El fototubo del sistema y los circuitos asociados estaban alojados en un tubo parecido a una mira encima del tablero. Un módulo amplificador estaba ubicado en el compartimiento del motor que controlaba el relé de los faros usando señales de la unidad de tubo montada en el tablero.
Esta configuración pionera dio paso en 1958 a un sistema llamado 'GuideMatic' en referencia a la división de iluminación Guide de GM . El GuideMatic tenía una carcasa más compacta en el tablero de instrumentos y una perilla de control que permitía al conductor ajustar el umbral de sensibilidad del sistema para determinar cuándo los faros delanteros pasarían de las luces altas a las bajas en respuesta a un vehículo que se aproximaba. A principios de la década de 1970, esta opción se retiró de todos los modelos de GM excepto Cadillac , en el que GuideMatic estuvo disponible hasta 1988. El fotosensor para este sistema utilizó una lente ámbar y la adopción de señales de tráfico amarillas retrorreflectantes, como para las curvas que se aproximan. , hizo que se atenuaran prematuramente, lo que posiblemente llevó a su descontinuación. [ cita requerida ]
Los vehículos fabricados por Ford y Chrysler también estaban disponibles con atenuadores fabricados por GM desde la década de 1950 hasta la de 1980. [ cita requerida ] Un sistema llamado 'AutoDim' se ofreció en varios modelos de Lincoln a partir de mediados de la década de 1950, y finalmente el Ford Thunderbird y algunos modelos de Mercury [ vago ] también lo ofrecieron. [ cita requerida ] Los modelos Premium Chrysler e Imperial ofrecieron un sistema llamado Control automático de haz durante la década de 1960 y principios de la de 1970. [ cita requerida ]
Atenuador Rabinow
Aunque los sistemas basados en fotorresistores evolucionaron, se hicieron más compactos y se movieron del tablero a una ubicación menos visible detrás de la parrilla del radiador, aún no podían distinguir de manera confiable los faros delanteros de las fuentes de luz no vehiculares como las farolas. Tampoco bajaron a la luz de cruce cuando el conductor se acercó a un vehículo por detrás, y se inclinarían falsamente a la luz de cruce en respuesta a los reflejos de las señales de tráfico de los faros de las luces altas del vehículo. El inventor estadounidense Jacob Rabinow ideó y perfeccionó un sistema de atenuación automática de escaneo impermeable a las luces de la calle y los reflejos, [138] pero ningún fabricante de automóviles compró los derechos, y el tipo de fotorresistor problemático permaneció en el mercado hasta finales de la década de 1980. [139]
Lámparas Bone-Midland
En 1956, el inventor Even P. Bone desarrolló un sistema en el que una paleta frente a cada faro se movía automáticamente y creaba una sombra frente al vehículo que se aproximaba, lo que permitía el uso de las luces altas sin deslumbramiento para el conductor que se acercaba. El sistema, llamado "Bone-Midland Lamps", nunca fue adoptado por ningún fabricante de automóviles. [140]
Atenuador basado en cámara
Los sistemas actuales basados en cámaras CMOS de imágenes pueden detectar y responder adecuadamente a los vehículos que se dirigen y se acercan en sentido contrario, sin tener en cuenta las luces de la calle, las señales de tráfico y otras señales falsas. La selección de haz basada en cámara se lanzó por primera vez en 2005 en el Jeep Grand Cherokee y, desde entonces, los fabricantes de automóviles de todo el mundo la han incorporado a los sistemas integrales de asistencia al conductor . Las luces delanteras se atenuarán cuando un reflejo brillante rebote en un letrero de la calle.
Sistema de luz inteligente
Intelligent Light System es un sistema de control de haz de faros introducido en 2006 en el Mercedes-Benz Clase E (W211) [141] que ofrece cinco funciones de luz bi-xenón diferentes, [142] cada una de las cuales se adapta a las condiciones climáticas o de conducción típicas. :
- Modo país
- Modo autopista
- Faros antiniebla mejorados
- Función de luz activa (sistema avanzado de iluminación frontal (AFS) )
- Función de luz en curvas
Luz de carretera adaptativa
Adaptive Highbeam Assist es el nombre comercial de Mercedes-Benz para una estrategia de control de faros que adapta automáticamente el alcance de los faros delanteros para que el haz llegue a otros vehículos delante de ellos, asegurando así siempre el máximo alcance de visión posible sin deslumbrar a otros usuarios de la carretera. [143] Se lanzó por primera vez en la clase E de Mercedes en 2009. [142] Proporciona un rango continuo de alcance de haz desde una luz baja de baja dirección hasta una luz de carretera alta, en lugar de la opción binaria tradicional entre baja y luces altas.
El alcance del haz puede variar entre 65 y 300 metros, dependiendo de las condiciones del tráfico. En el tráfico, la posición de corte de las luces bajas se ajusta verticalmente para maximizar el rango de visión y mantener el deslumbramiento fuera de los ojos de los conductores que van en dirección contraria. Cuando no hay tráfico lo suficientemente cerca como para que el deslumbramiento sea un problema, el sistema proporciona luz de carretera completa. Los faros se ajustan cada 40 milisegundos mediante una cámara en el interior del parabrisas delantero que puede determinar la distancia a otros vehículos. [144] El S-Class , CLS-Class y Clase C también ofrecen esta tecnología. En el CLS, la luz de carretera adaptativa se realiza con faros LED, el primer vehículo que produce todas las funciones de luz adaptativa con LED. Desde 2010, algunos modelos de Audi con faros de xenón ofrecen un sistema similar: luz adaptativa con control variable del alcance de los faros . [145]
En Japón, Toyota Crown , Toyota Crown Majesta , Nissan Fuga y Nissan Cima ofrecen la tecnología en modelos de primer nivel.
Luz de píxel y luz de carretera sin deslumbramiento
Una luz de carretera sin deslumbramiento es una estrategia de control de iluminación dinámica impulsada por una cámara que sombrea de forma selectiva los puntos y corta el patrón de luz de carretera para proteger a otros usuarios de la carretera del deslumbramiento, al tiempo que proporciona al conductor el máximo rango de visión de forma continua. [146] El área que rodea a otros usuarios de la carretera está constantemente iluminada con una intensidad de luz alta, pero sin el deslumbramiento que normalmente resultaría del uso de luces altas no controladas en el tráfico. [147] Este patrón de haz en constante cambio requiere sensores, microprocesadores y actuadores complejos porque los vehículos que deben estar a la sombra del haz se mueven constantemente. El sombreado dinámico se puede lograr con máscaras de sombra móviles desplazadas dentro del camino de la luz dentro del faro. O bien, el efecto se puede lograr oscureciendo selectivamente los elementos reflectores o emisores LED direccionables, una técnica conocida como luz de píxel . [148]
La primera luz de carretera sin deslumbramiento controlado mecánicamente (sin LED) fue el paquete "Dynamic Light Assist" de Volkswagen, [149] que se introdujo en 2010 en el Volkswagen Touareg , [150] Phaeton , [151] y Passat . En 2012, el renovado Lexus LS (XF40) introdujo un sistema bi-xenón idéntico: "Sistema adaptativo de luces altas".
Los primeros faros delanteros LED antideslumbrantes controlados mecánicamente se introdujeron en 2012 en el BMW Serie 7 : "Selective Beam" (asistente de luz de carretera antideslumbrante ). En 2013, Mercedes-Benz introdujo el mismo sistema LED: "Adaptive Highbeam Assist Plus".
Los primeros faros antideslumbrantes LED controlados digitalmente se introdujeron en 2013 en el Audi A8. Consulte la sección de LED .
Cuidado
Los sistemas de faros requieren un mantenimiento periódico. Los faros de haz sellados son modulares; cuando el filamento se quema, se reemplaza toda la viga sellada. La mayoría de los vehículos fabricados en América del Norte desde finales de la década de 1980 utilizan conjuntos de reflector de lente de faro que se consideran parte del automóvil, y solo se reemplaza la bombilla cuando falla. Los fabricantes varían los medios por los cuales se accede y se reemplaza la bombilla. La orientación de los faros debe comprobarse adecuadamente y ajustarse con frecuencia, ya que las luces mal orientadas son peligrosas e ineficaces. [49]
Con el tiempo, la lente del faro puede deteriorarse. Puede picarse debido a la abrasión de la arena de la carretera y los guijarros y puede agrietarse, dejando entrar agua en el faro. Las lentes de "plástico" ( policarbonato ) pueden volverse turbias y decoloradas. Esto se debe a la oxidación de la capa dura de la lente pintada por la luz ultravioleta del sol y las bombillas de los faros. Si es menor, se puede pulir con una marca reconocida de abrillantador para automóviles que esté destinado a restaurar el brillo de la pintura con tiza. En etapas más avanzadas, el deterioro se extiende a través del material plástico real, inutilizando el faro y necesitando un reemplazo completo. Lijar o pulir agresivamente las lentes, o restaurar los faros de plástico , puede comprar algo de tiempo, pero al hacerlo se quita la capa protectora de la lente, que cuando se quita así se deteriorará más rápido y más severamente. Hay disponibles kits para una reparación de calidad que permiten pulir la lente con abrasivos cada vez más finos y luego rociarla con un aerosol de recubrimiento transparente resistente a los rayos ultravioleta.
El reflector, hecho de aluminio vaporizado depositado en una capa extremadamente delgada sobre un sustrato de metal, vidrio o plástico , puede ensuciarse, oxidarse o quemarse y perder su especularidad . Esto puede suceder si entra agua en el faro, si se instalan bombillas con una potencia superior a la especificada o simplemente con la edad y el uso. Los reflectores así degradados, si no se pueden limpiar, deben ser reemplazados.
Limpiadores de lentes
La acumulación de suciedad en las lentes de los faros aumenta el deslumbramiento de otros usuarios de la carretera, incluso a niveles demasiado bajos para reducir significativamente el rendimiento visual del conductor. [ cita requerida ] Por lo tanto, los limpiadores de lentes de faros son requeridos por el Reglamento 48 de la ONU en vehículos equipados con faros de luz de cruce que utilizan fuentes de luz que tienen un flujo luminoso de referencia de 2000 lúmenes o más. [8] Esto incluye todos los faros HID y algunas unidades halógenas de alta potencia. Algunos automóviles tienen limpiadores de lentes instalados incluso cuando las regulaciones no los exigen. América del Norte, por ejemplo, no usa las regulaciones de la ONU, y FMVSS 108 no requiere limpiadores de lentes en ningún faro, aunque están permitidos.
Los sistemas de limpieza de lentes vienen en dos variedades principales: un pequeño limpiaparabrisas de goma accionado por motor o un cepillo conceptualmente similar a los limpiaparabrisas , o un rociador de alta presión fijo o telescópico que limpia las lentes con un spray de líquido limpiaparabrisas. Los sistemas de limpieza de lentes más recientes son del tipo rociador porque las regulaciones de la ONU no permiten el uso de sistemas de limpieza mecánicos (limpiaparabrisas) con los faros con lentes de plástico, [8] y los faros más recientes tienen lentes de plástico. Algunos automóviles con faros delanteros retráctiles, como el Mazda MX-5 original , tienen una escobilla de goma en la parte delantera del hueco de la lámpara que limpia automáticamente las lentes a medida que se suben o bajan, aunque no proporciona líquido lavaparabrisas. [ cita requerida ]
Ver también
- Tipos de lámparas automotrices
- Iluminación automotriz
- Visión nocturna automotriz
- Linterna frontal (exterior)
- Faro parpadeando
- ISIRI 6672
- Tiempo de iluminación
- Centinela Crepuscular
- Foro mundial para la armonización de la normativa de vehículos
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Es una negligencia por ley conducir un vehículo motorizado a una velocidad tal que no se pueda detener a tiempo para evitar una obstrucción perceptible dentro de la distancia de visión del conductor delante de él. Esta regla se conoce generalmente como la regla de 'distancia libre asegurada adelante' * * * En aplicación, la regla cambia constantemente a medida que avanza el conductor, y se mide en cualquier momento por la distancia entre el vehículo del conductor y el límite de su visión por delante. o por la distancia entre el vehículo y cualquier objeto intermedio discernible estático o que se mueva hacia adelante en la calle o carretera adelante que constituya una obstrucción en su camino. Dicha regla requiere que el automovilista, en el ejercicio del debido cuidado en todo momento, vea, o sepa por haber visto, que el camino está despejado o aparentemente despejado y seguro para viajar, una distancia suficiente por delante para que aparentemente sea seguro avanzar en la velocidad empleada.
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enlaces externos
Medios relacionados con los faros de automóviles en Wikimedia Commons
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