Un faro es una lámpara colocada en la parte delantera de un vehículo para iluminar el camino por delante. Los faros también suelen denominarse 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 tránsito durante el día y la noche: la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de EE. UU . afirma que casi la mitad de todas las muertes relacionadas con el tráfico ocurren en la oscuridad, a pesar de que sólo el 25% del tráfico viajando durante la oscuridad. [1]
Otros vehículos, como trenes y aviones, deben tener faros. Los faros de bicicleta se utilizan a menudo en bicicletas y son obligatorios en algunas jurisdicciones. Pueden funcionar con una batería o con un pequeño generador como una botella o una dinamo de cubo .
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Los primeros carruajes sin caballos utilizaban lámparas, que resultaron inadecuadas para viajar a gran velocidad. [2] Las primeras luces utilizaban velas como tipo de combustible más común. [3]
Los primeros faros, alimentados con gas combustible como acetileno o petróleo, funcionaron a finales de la década de 1880 . Las lámparas de gas acetileno eran populares en el siglo XX porque la llama era resistente al viento y la lluvia. Gruesos espejos cóncavos combinados con lentes de aumento proyectaban la luz de la llama de acetileno . [4] Varios fabricantes de automóviles ofrecieron el cilindro generador de gas de acetileno de carburo de calcio Prest-O-Lite con tubos de alimentación de gas para luces como equipo estándar para los automóviles de 1904.
Los primeros faros eléctricos se introdujeron en 1898 en el Columbia Electric Car de Electric Vehicle Company de Hartford, Connecticut , y eran opcionales. Dos factores limitaron el uso generalizado de los faros eléctricos: la corta vida de los filamentos en el duro entorno automovilístico y la dificultad de producir dinamos lo suficientemente pequeños, pero lo suficientemente potentes como para producir suficiente corriente. [5]
Peerless hizo estándar los faros eléctricos en 1908. Una empresa de Birmingham, Inglaterra, llamada 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 laterales y luces traseras que funcionaban con un ocho -batería de voltios. [6]
En 1912, Cadillac integró el sistema de iluminación y encendido eléctrico Delco de su vehículo , formando el sistema eléctrico del vehículo moderno.
Guide Lamp Company introdujo faros de "luz de cruce" (luces de cruce) en 1915, pero el sistema Cadillac de 1917 permitía atenuar la luz 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, que tenía la luz tanto para las luces bajas (cruces) como para las altas (principales) de un faro que emitía una sola bombilla. Guide Lamp introdujo un diseño similar en 1925 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. 1933-1934 Los Packard presentaban faros de tres haces y las bombillas tenían tres filamentos. De mayor a menor, los rayos se denominaron "paso rural", "conducción rural" y "conducción urbana". 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 visión. del borde de la carretera y al mismo tiempo minimiza el deslumbramiento hacia el tráfico que viene en sentido contrario. Los últimos vehículos con un regulador de intensidad accionado con el pie fueron las camionetas Ford F-Series y E-Series [Econoline] de 1991. [ cita necesaria ] Las luces antiniebla eran nuevas para los Cadillacs de 1938, [ cita necesaria ] 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 lado de la acera, se introdujo en el raro Tatra de 1935, de solo un año de vida . La iluminación vinculada a la dirección apareció en el faro montado en el centro del Tucker Torpedo de 1947 y luego fue popularizada por el Citroën DS . Esto permitía girar la luz en el sentido de la marcha cuando giraba el volante.
El faro redondo estandarizado de haz sellado de 7 pulgadas (178 mm) , uno por lado, fue requerido para todos los vehículos vendidos en los Estados Unidos a partir de 1940, prácticamente congelando la tecnología de iluminación utilizable hasta la década de 1970 para los estadounidenses. [7] 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 . [7]
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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 eran obligatorias como lo eran en los Estados Unidos. [8] Este formato de faro no fue ampliamente aceptado en Europa continental, que encontró útiles las bombillas reemplazables y las variaciones en el tamaño y la forma de los faros en el diseño de automóviles.
La tecnología avanzó en el resto del mundo. [7] [8] 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 utilizaban la nueva fuente de luz. Estos estaban efectivamente prohibidos en los EE. UU., donde los faros delanteros de haz sellado de tamaño estándar eran obligatorios y las regulaciones de intensidad eran bajas. Los legisladores estadounidenses se enfrentaron a presiones para actuar, debido tanto a la eficacia de la iluminación como a la aerodinámica del vehículo y al ahorro de combustible. [8] La intensidad máxima de las luces altas, limitada a 140.000 candelas por lado del automóvil en Europa, [9] [10] estaba limitada en los Estados Unidos a 37.500 candelas en cada lado del automóvil hasta 1978, cuando se elevó el límite. a 75.000. [11] [12] No se podía lograr un aumento en la intensidad de las luces altas para aprovechar el mayor margen sin pasar a la tecnología halógena, [11] por lo que los faros de haz sellado con lámparas halógenas internas estuvieron disponibles para su uso en 1979. Modelos en Estados Unidos. [11] [12] A partir de 2010, las luces halógenas selladas dominan el mercado de luces selladas, que ha disminuido drásticamente desde que se permitieron los faros con bombillas reemplazables en 1983. [8][actualizar]
Los sistemas de descarga de alta intensidad (HID) aparecieron a principios de los años 1990, por primera vez en el BMW Serie 7 . [13] [14] El Lincoln Mark VIII de 1996 fue uno de los primeros esfuerzos estadounidenses en HID y fue el único automóvil con DC HID.
Más allá de los aspectos de ingeniería, rendimiento y cumplimiento normativo de los faros, existe la consideración de las diversas formas en que están diseñados y dispuestos 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 simple superficie reflectante redonda simétrica proyecta luz y ayuda a enfocar el haz. [15]
En Europa no existía ningún requisito para los faros de tamaño o forma estandarizados, y las lámparas podían diseñarse en cualquier forma y tamaño, siempre que cumplieran los requisitos de ingeniería y rendimiento contenidos en las normas de seguridad europeas aplicables . Los faros rectangulares se utilizaron por primera vez en 1960, desarrollados por Hella para el Ford Taunus P3 alemán y por Cibié para el Citroën Ami 6 . Estaban prohibidos en los Estados Unidos, donde se requerían luces redondas hasta 1975. [7] Otro concepto temprano de diseño de faros involucraba lámparas redondas convencionales encajadas en la carrocería del automóvil con cubiertas de vidrio aerodinámicas, como las del Jaguar E-Type de 1961 , y en Escarabajos VW anteriores a 1967 . [dieciséis]
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El diseño de los faros en los EE. UU. cambió muy poco entre 1940 y 1983. [7] [16]
En 1940, un consorcio de administradores estatales de vehículos de motor estandarizó un sistema de dos faros delanteros redondos sellados de 7 pulgadas (178 mm) en todos los vehículos, el único sistema permitido durante 17 años. Este requisito eliminó los problemas de reflectores empañados al sellarlos junto con las bombillas. [17] También simplificó la orientación de los haces de los faros y eliminó las bombillas y lámparas no estándar. [17]
El Tucker 48 incluía una característica definitoria de "ojo de cíclope": un tercer faro montado en el centro conectado al mecanismo de dirección del automóvil. [18] Solo se iluminaba si la dirección se movía más de diez grados fuera del centro y las luces altas estaban encendidas. [19]
Un sistema de cuatro luces redondas, en lugar de dos, una de carretera y otra de carretera 5+Se introdujo una viga sellada de 3 ⁄ 4 pulgadas (146 mm) a cada lado del vehículo en algunos modelos Cadillac, Chrysler, DeSoto y Nash de 1957 en los estados que permitían el nuevo sistema. [17] Las lámparas de luz de cruce y de carretera separadas eliminaron la necesidad de comprometer el diseño de la lente y la colocación del filamento requeridos en una sola unidad. [20] Otros automóviles siguieron su ejemplo cuando todos los estados permitieron las nuevas lámparas cuando los modelos de 1958 llegaron al mercado. El sistema de cuatro lámparas permitió una mayor flexibilidad de diseño y mejoró el rendimiento de las luces altas y bajas. [21] [22] [23] Estilistas de automóviles como Virgil Exner llevaron a cabo estudios de diseño con las luces bajas en su ubicación exterior convencional y las luces altas apiladas verticalmente en la línea central del automóvil, pero ningún diseño de este tipo alcanzó una producción en volumen.
Una disposición de ejemplo incluye el apilamiento de dos faros a cada lado, con luces bajas encima de las luces altas. El embajador de Nash utilizó esta disposición en el año modelo 1957. [24] Pontiac utilizó este diseño a partir del año modelo 1963; American Motors , Ford , Cadillac y Chrysler le siguieron dos años después. También en el año modelo 1965, el Buick Riviera tenía faros apilados ocultables. Varios modelos de Mercedes vendidos en Estados Unidos utilizaron este acuerdo porque los faros con bombillas reemplazables que comercializaban en el mercado nacional eran ilegales en Estados Unidos.
A finales de la década de 1950 y principios de la de 1960, algunos automóviles Lincoln , Buick y Chrysler tenían los faros 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 sistema. [25]
En 1968, la recién iniciada Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados 108 exigía que todos los vehículos tuvieran un sistema de faros delanteros de haz redondo sellado doble o cuádruple y prohibía cualquier elemento decorativo o protector delante de un faro en funcionamiento. Los faros cubiertos de vidrio como los utilizados en el Jaguar E-Type , el VW Beetle anterior a 1968 , los modelos Chrysler e Imperial de 1965, el Porsche 356 , el Citroën DS y el Ferrari Daytona ya no estaban permitidos, y los vehículos debían estar equipados con faros descubiertos para el mercado estadounidense. Esto dificultó que los vehículos con configuraciones de faros diseñadas para un buen rendimiento aerodinámico lo lograran en sus configuraciones del mercado estadounidense.
El FMVSS 108 fue modificado en 1974 para permitir faros rectangulares de haz sellado. Esto permitió a los fabricantes flexibilidad para bajar el capó de los coches nuevos. [26] Estos podrían colocarse en matrices horizontales o en pares apilados verticalmente. Al igual que anteriormente con las lámparas redondas, EE. UU. permitía solo dos tamaños estandarizados de lámparas rectangulares de haz sellado: un sistema de dos unidades de luz alta/baja de 200 por 142 mm (7,9 por 5,6 pulgadas) correspondiente al formato redondo existente de 7 pulgadas, o un sistema de cuatro unidades de 165 por 100 mm (6,5 por 3,9 pulgadas), dos luces altas/bajas y dos luces altas. correspondiente a los 5 existentes+Formato redondo de 3 ⁄ 4 pulg. (146 mm).
El diseño de faros rectangulares se volvió tan frecuente en los automóviles fabricados en Estados Unidos que sólo unos pocos modelos continuaron usando faros redondos en 1979. [27]
En 1983, accediendo a una petición de 1981 de Ford Motor Company, se modificaron las regulaciones de faros de EE. UU. para permitir faros arquitectónicos con bombillas reemplazables, de forma no estándar y lentes aerodinámicos que, por primera vez, podían estar hechos de policarbonato con revestimiento duro . Esto permitió el primer automóvil en el mercado estadounidense desde 1939 con faros con bombillas 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 son similares a los faros europeos con una forma no estandarizada y una construcción de bombilla reemplazable, estos faros se ajustan a las especificaciones de diseño, construcción y rendimiento de los faros de la Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados 108 de EE. UU . en lugar de las normas de seguridad europeas internacionalizadas utilizadas 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.
Los faros ocultos se introdujeron en 1936, [28] 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 pequeña manivela montada en el tablero). Ayudaban a la aerodinámica cuando los faros no estaban en uso y estaban entre las características de diseño distintivas del Cord.
Los faros ocultos posteriores requieren uno o más servos y depósitos operados por vacío , con plomería 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 accionado por palanca para levantar los faros a su posición.
Durante las décadas de 1960 y 1970, muchos autos deportivos notables utilizaron esta característica, como el Chevrolet Corvette (C3) , el Ferrari Berlinetta Boxer y el 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 automotriz con respecto a las protuberancias en las carrocerías para minimizar las lesiones a los peatones atropellados por los automóviles. [28]
Algunos faros ocultos no se mueven, sino que, cuando no están en uso, están cubiertos 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 60 y principios de los 80, como el Mercury Cougar de 1967-1970 , o por un motor eléctrico como en varios productos Chrysler de mediados de los 60 hasta finales de los 70, como el el Dodge Charger de 1966-1967 .
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 hacia adelante, maximizando la distancia de visión pero produciendo demasiado resplandor para un uso seguro cuando hay otros vehículos presentes en la carretera. Debido a que no existe un control especial de la luz hacia arriba, 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 hacia arriba y dirigen la mayor parte de su luz hacia abajo y hacia la derecha (en países con tránsito por la derecha) o hacia la izquierda (en países con tránsito por la izquierda), para brindar visibilidad hacia adelante sin deslumbramiento excesivo ni deslumbramiento por la espalda.
Los faros de luz baja (luz de cruce, luz de cruce, luz de cruce) proporcionan una distribución de luz diseñada para proporcionar iluminación delantera y lateral, con límites de luz dirigida hacia los ojos de otros usuarios de la vía para controlar el deslumbramiento. Esta luz está diseñada para usarse siempre que haya otros vehículos delante, ya sea que se acerquen en sentido contrario o estén siendo adelantados.
Los Reglamentos internacionales ECE para faros de incandescencia [29] y para faros de descarga de alta intensidad [30] especifican un haz con un corte agudo y asimétrico que impide que cantidades significativas de luz lleguen a los ojos de los conductores de los vehículos que circulan delante o en sentido contrario. El control del deslumbramiento es menos estricto en la norma norteamericana de haz SAE contenida en FMVSS/CMVSS 108 . [31]
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 ningún control particular de la luz dirigida hacia los ojos de los demás usuarios de la vía. Por lo tanto, sólo son adecuados para su uso cuando se está solo en la carretera, ya que el deslumbramiento que producen deslumbrará a los demás conductores.
Las normas internacionales ECE permiten luces altas de mayor intensidad que las permitidas por las normas norteamericanas . [32]
La mayoría de los faros de luz baja están diseñados específicamente para usarse en un solo lado de la carretera . Los faros que se utilizan en países con circulación por la izquierda tienen luces de cruce que "se inclinan hacia la izquierda"; la luz se distribuye con una tendencia descendente/izquierda para mostrar al conductor la carretera y las señales más adelante sin deslumbrar al tráfico que viene en sentido contrario. Los faros de los países con circulación por la derecha tienen luces bajas que "se inclinan hacia la derecha", con la mayor parte de la luz dirigida hacia abajo o hacia la derecha.
En Europa, cuando se conduce un vehículo con luces de circulación por la derecha en un país con circulación por la izquierda o viceversa durante un tiempo limitado (como, por ejemplo, durante las vacaciones o en tránsito), es un requisito legal ajustar los faros temporalmente para que no se equivoquen. -La distribución del haz lateral no deslumbra a los conductores que circulan en sentido contrario. Esto se puede lograr mediante métodos que incluyen adherir calcomanías opacas o lentes prismáticas a una parte designada de la lente. Se pueden fabricar algunos faros tipo proyector para producir un haz de luz de circulación adecuado hacia la izquierda o hacia la derecha moviendo una palanca u otro elemento móvil dentro o sobre el conjunto de la lámpara. [33] Muchos faros de tungsteno (prehalógenos) con código europeo fabricados en Francia por Cibié, Marchal y Ducellier se podían ajustar para producir una luz de cruce de circulación hacia la izquierda o hacia la derecha mediante un portalámparas de dos posiciones.
Debido a que los faros que circulan por el lado contrario 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 las lentes prismáticas adhesivas reducen el rendimiento de seguridad de los faros, algunos países exigen que todos los vehículos matriculados o utilizados en modo permanente o semi- de forma permanente en el país a estar equipados con faros diseñados para una correcta circulación. [34] [35] Los propietarios de vehículos norteamericanos a veces importan e instalan de forma privada faros delanteros del mercado japonés (JDM) en sus automóviles con la creencia errónea de que el rendimiento del haz será mejor, cuando en realidad dicha aplicación incorrecta es bastante peligrosa e ilegal. [36] [37]
Se ha descubierto que los faros de los vehículos no pueden iluminar una distancia despejada asegurada a velocidades superiores a 60 km/h (40 mph). [38] [39] [40] [41] [42] Puede ser inseguro [38] y, en algunas áreas, ilegal [43] [44] [45] conducir a más de esta velocidad durante la noche.
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 requerida en los vehículos fabricados o importados desde 1990 puede ser proporcionada por los faros, las luces antiniebla , el funcionamiento constante de las señales de giro delanteras o mediante luces especiales de circulación diurna. [46] Se requieren luces de circulación diurna funcionalmente exclusivas que no incluyan los faros en todos los automóviles nuevos vendidos por primera vez en la Unión Europea desde febrero de 2011. [47] Además de la UE y Canadá, los países que exigen DRL incluyen Albania, Argentina, [48] Bosnia y Herzegovina, República Checa, Colombia (no más a partir de agosto de 2011), Islandia, Israel, Macedonia, Noruega, Moldavia, Rusia, Serbia y Uruguay. [ cita necesaria ]
Hay dos patrones de haz de luz y estándares de construcción de faros diferentes que se utilizan 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. Anteriormente, Japón tenía regulaciones de iluminación personalizadas similares a las normas estadounidenses, pero para el lado izquierdo de la carretera. Sin embargo, Japón ahora cumple con el estándar ECE. Las diferencias entre los estándares de faros SAE y ECE están principalmente en la cantidad de deslumbramiento permitido hacia otros conductores con luces bajas (SAE permite mucho más deslumbramiento), la cantidad mínima de luz requerida para proyectarse directamente hacia 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 bajas ECE se caracterizan por una clara línea de "corte" horizontal en la parte superior del haz. Debajo la línea es brillante y arriba es oscura. En el lado del haz que está alejado del tráfico que viene en sentido contrario (derecho en países con tráfico por la derecha, izquierdo en países con tráfico por la izquierda), este corte se desplaza o sube hacia arriba para dirigir la luz hacia las señales de tráfico y los peatones. Las luces bajas SAE pueden tener o no un corte, y si hay un corte, puede ser de dos tipos generales diferentes: VOL , que es conceptualmente similar al haz 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. [49]
Los defensores de cada sistema de faros denuncian al otro como inadecuado e inseguro: los defensores estadounidenses del sistema SAE afirman que el corte de luz de cruce ECE ofrece distancias de visión cortas e iluminación inadecuada para las señales de tráfico elevadas, mientras que los defensores internacionales del sistema ECE afirman que el sistema SAE produce demasiado deslumbramiento. [50] Los estudios comparativos han demostrado repetidamente que hay poca o ninguna ventaja de seguridad general para las vigas 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. [49] [51]
En América del Norte, el diseño, el rendimiento y la instalación de todos los dispositivos de iluminación de vehículos motorizados están regulados por la Norma Federal y Canadiense de Seguridad de Vehículos Motorizados 108 , que incorpora las normas técnicas SAE . En otras partes del mundo, las regulaciones internacionalizadas de la ECE están vigentes ya sea por referencia o por incorporación en los códigos vehiculares de cada país.
Las leyes estadounidenses exigieron faros de haz sellado 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 con bombillas reemplazables.
Los faros deben mantenerse orientados correctamente. [52] Las regulaciones para el objetivo varían de un país a otro y de una especificación de haz a otra. En los EE. UU., los faros estándar SAE están orientados independientemente de la altura de montaje del faro. Esto da a los vehículos con faros elevados una ventaja en cuanto a distancia de visión, a costa de un mayor deslumbramiento para los conductores de 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 aproximadamente la misma distancia de visión y a todos los conductores aproximadamente el mismo deslumbramiento. [53]
Por lo general, se requiere que los faros produzcan luz blanca, según las normas ECE y SAE. Actualmente, el Reglamento ECE 48 exige que los vehículos nuevos estén equipados con faros que emitan luz blanca. [9] Las diferentes tecnologías de faros producen diferentes tipos característicos de luz blanca; la especificación de blanco es bastante grande y permite una amplia gama de colores aparentes desde el blanco cálido (con un tono marrón-naranja-amarillo ámbar) hasta el blanco frío (con un tono azul-violeta).
Las anteriores normas ECE 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 faros amarillos selectivos que con faros blancos de igual intensidad. [54] 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 causa menos deslumbramiento que la luz blanca. [55] Los investigadores señalan que las lámparas de filamento de tungsteno emiten solo una pequeña cantidad de luz azul bloqueada por un filtro amarillo selectivo, [54] por lo que dicha filtración hace solo una pequeña diferencia en las características de la salida de luz, [56] 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. [56]
Los faros 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 [57] y Nueva Zelanda. [58] En Islandia , se permiten faros amarillos [59] y las regulaciones de vehículos en Mónaco todavía exigen oficialmente luz amarilla selectiva en las luces bajas [60] y altas [61] de todos los vehículos , y en las luces antiniebla, si están presentes. [62]
En Francia, un estatuto aprobado en noviembre de 1936 basándose en el asesoramiento de la Comisión Central de Automóviles y Tráfico en General exigía la instalación de faros amarillos selectivos. [63] El mandato para los faros amarillos se promulgó para reducir la fatiga del conductor debido al deslumbramiento incómodo . [64] El requisito se aplicó inicialmente a los vehículos matriculados para uso en carretera después de abril de 1937, pero se pretendía extenderlo a todos los vehículos mediante la modernización de luces amarillas selectivas en los 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 necesaria ]
El mandato francés de luz amarilla se basó en observaciones realizadas por 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 necesaria ] 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 incoloro, o un filtro amarillo entre la bombilla y la lente. [65] 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. [66]
El mandato estuvo en vigor hasta diciembre de 1992, [67] por lo que durante muchos años los faros amarillos marcaban visualmente los automóviles matriculados en Francia dondequiera que fueran vistos, [68] aunque se dice que algunos conductores franceses cambiaron a faros blancos a pesar del requisito de los amarillos. . [69]
El requisito fue criticado por considerarlo una barrera comercial en el sector del automóvil; [70] El político francés Jean-Claude Martínez la describió como una ley proteccionista . [71]
La investigación formal encontró, en el mejor de los casos, una pequeña mejora en la agudeza visual con faros amarillos en lugar de blancos, [54] [55] 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 la investigación formal, y querían que los conductores de sus automóviles obtuvieran los beneficios de una iluminación adicional. [72] En términos más generales, en Europa los reglamentos técnicos sobre vehículos específicos de cada país se consideraban una molestia costosa. En una encuesta publicada en 1988, los fabricantes de automóviles dieron diversas respuestas cuando se les preguntó cuánto costaba suministrar un coche con faros amarillos a Francia. General Motors y Lotus dijeron que no había ningún coste adicional, Rover dijo que el coste adicional era marginal y Volkswagen dijo que los faros amarillos añadían 28 marcos alemanes al coste de producción del vehículo. [73] Abordar el requisito francés de luces amarillas (entre otros requisitos de iluminación específicos de cada país) se llevó a cabo como parte de un esfuerzo hacia normas técnicas comunes para vehículos en toda la Comunidad Europea . [67] [68] Una disposición de la Directiva 91/663 del Consejo de la UE , emitida el 10 de diciembre de 1991, especificaba faros blancos para todas las homologaciones 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 ) a los Estados miembros no se les permitiría denegar la entrada a un vehículo que cumpla las normas de iluminación contenidas en el documento modificado [74] , por lo que Francia ya no podría 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. [75]
Aunque ya no son obligatorios en Francia, los faros amarillos selectivos siguen siendo legales allí; el reglamento vigente estipula que "todo vehículo automóvil debe estar equipado, en la parte delantera, con dos o cuatro luces, creando hacia adelante una luz selectiva amarilla o blanca que permita iluminar eficazmente la carretera por la noche en una distancia, en condiciones despejadas, de 100 metros". [76]
Una fuente de luz ( filamento o arco) se coloca 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 sellado tienen ópticas de lentes. [77]
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 distancia focal para mejorar la eficiencia de la captación y distribución de la luz. [78] La tecnología CAD permitió el desarrollo de faros reflectores con reflectores no parabólicos y de forma compleja. Comercializados por primera vez por Valeo bajo su marca Cibié, estos faros revolucionarían el diseño de automóviles. [79]
Los gemelos Dodge Monaco/Eagle Premier del mercado estadounidense de 1987 y el Citroën XM europeo fueron los primeros automóviles con faros reflectores complejos [80] con lentes ópticas facetadas. La división Guide Lamp de General Motors en Estados Unidos había experimentado con lámparas de reflectores complejos de lentes transparentes a principios de la década de 1970 y logró resultados prometedores, [81] pero el Honda Accord de 1990 en el mercado estadounidense fue el primero en utilizar faros delanteros multirreflectores de lentes transparentes; Estos fueron desarrollados por Stanley en Japón. [82] [83]
La óptica para distribuir la luz en el patrón deseado está diseñada en el propio reflector, en lugar de en la lente. Dependiendo de las herramientas y técnicas de desarrollo utilizadas, el reflector puede diseñarse desde el principio con una forma personalizada o puede comenzar como una parábola que reemplaza el tamaño y la forma del paquete completo. En este último caso se modifica toda la superficie para generar segmentos individuales de contornos complejos específicamente calculados. La forma de cada segmento está diseñada de manera que su efecto acumulativo produzca el patrón de distribución de luz requerido. [77]
Los reflectores modernos suelen estar hechos de plástico moldeado por compresión o moldeado por inyección , aunque también existen reflectores ópticos de vidrio y metal. La superficie reflectante es aluminio depositado al vapor, con una capa transparente para evitar que el aluminio extremadamente delgado se oxide. En el diseño y la producción de faros con reflectores complejos deben respetarse tolerancias extremadamente estrictas.
Conducir de noche es difícil y peligroso debido al resplandor cegador de los faros del tráfico que viene en sentido contrario. Desde hace mucho tiempo se buscan faros que iluminen satisfactoriamente la carretera sin deslumbrar. Las primeras soluciones implicaron circuitos de atenuación de tipo resistencia, que reducían la intensidad de los faros. Esto dio paso a los reflectores basculantes y, más tarde, a las bombillas de doble filamento con luz de carretera y luz de cruce.
En un faro de dos filamentos sólo 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.
Un filamento se encuentra en el punto focal del reflector. El otro filamento se desplaza axial y radialmente alejándose del punto focal. En la mayoría de las luces selladas 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 circulación 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 energiza, 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 usar con los filamentos horizontales, pero el diseñador del faro puede girar o "cronometrar" las bombillas de filamento axial para optimizar el patrón del haz o afectar la orientación del tráfico de la luz baja. Esto último se logra cronometrando el filamento de la luz de cruce en una posición hacia arriba-adelante-izquierda para producir una luz de cruce de circulación por la derecha, o en una posición hacia arriba-adelante-derecha para producir una luz de cruce de circulación por la izquierda.
También se ha empleado la táctica opuesta en ciertos haces sellados de dos filamentos. Colocar el filamento de la luz de cruce en el punto focal para maximizar la recolección de luz por parte 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 direccional relativo entre los dos haces es el mismo con cualquiera de las técnicas: en un país con tránsito por la derecha, el haz de cruce está ligeramente hacia abajo-derecha y el haz de carretera está ligeramente hacia arriba-izquierda, uno respecto del otro, pero la óptica de la lente debe coincidirá con las ubicaciones de filamento seleccionadas.
El método tradicional europeo para lograr luces altas y bajas 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 la 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 se "cronometra") dentro del faro para colocar el protector de Graves de modo que permita que la luz incida en una cuña de 15 ° de la mitad inferior del reflector. Esto se utiliza para crear la característica upsweep o upstep de las distribuciones luminosas de luz de cruce ECE . La posición de rotación de la bombilla dentro del reflector depende del tipo de patrón de haz que se producirá 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 modificaron las regulaciones estadounidenses para permitir el uso de bombillas H4 redesignadas como HB2 y 9003, y con bombillas ligeramente diferentes. tolerancias de producción estipuladas. Son física y eléctricamente intercambiables con las bombillas H4. [84] Se utilizan técnicas ópticas similares, pero con diferentes reflectores u ópticas de lentes 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 utiliza toda el área del reflector y la lente, pero al mismo tiempo, el sistema estadounidense ha ofrecido tradicionalmente mucho menos control sobre la luz hacia arriba que causa deslumbramiento, y por esa razón ha sido ampliamente rechazada fuera de Estados Unidos. Además, el sistema americano dificulta la creación de distribuciones luminosas de luz de cruce y de carretera claramente diferentes. La luz de carretera suele ser una copia aproximada de la luz de cruce, ligeramente desplazada hacia arriba y hacia la izquierda. El sistema europeo tradicionalmente producía luces de cruce que contenían menos luz total, porque sólo el 60% de la superficie del reflector se utiliza para crear la luz de cruce. 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 luces altas, lo que facilita la optimización tanto de las luces bajas como de las altas.
La tecnología de reflector complejo en combinación con nuevos diseños de bombillas como la H13 está permitiendo la creación de patrones de luces altas y bajas de tipo europeo sin el uso de un escudo Graves, mientras que la aprobación de la bombilla H4 en 1992 en los EE. UU. ha hecho que el 60% de las luces sean tradicionalmente europeas. Divisiones de área óptica del 40 % para luces bajas y altas, comunes en 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. Se han fabricado faros HID de doble haz que emplean tecnología reflectora utilizando adaptaciones de ambas técnicas.
En este sistema, un filamento está ubicado en un foco de un reflector elipsoidal y tiene una lente condensadora en la parte frontal de la lámpara. Se ubica una pantalla en el plano de la imagen, entre el reflector y la lente, y la proyección del borde superior de esta pantalla proporciona el corte de luz de cruce. La forma del borde de la cortina y su posición exacta en el sistema óptico determinan la forma y la nitidez del corte. [77] La persiana se puede bajar mediante un pivote accionado por solenoide para proporcionar una luz de cruce y retirarse del camino de la luz para la luz de carretera. Estas ópticas se conocen como proyectores BiXenon o BiHalogen . Si la cortina de corte está fijada en el camino de la luz, se necesitan lámparas de luz de carretera separadas. La lente del condensador puede tener una lente Fresnel menor u otros tratamientos superficiales para reducir la nitidez del 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 polielipsoidal (proyector) moderna fue la Super-Lite , un faro auxiliar producido en una empresa conjunta entre Chrysler Corporation y Sylvania y opcionalmente instalado en los automóviles Dodge de tamaño completo de 1969 y 1970 . Utilizaba una bombilla halógena de tungsteno de filamento transversal de 85 vatios y estaba pensada como una luz intermedia, para extender el alcance de las luces bajas durante los viajes por la autopista de peaje cuando las luces bajas por sí solas eran inadecuadas pero las luces altas producirían un deslumbramiento excesivo. [85]
Los faros principales tipo proyector aparecieron en 1981 en el Audi Quartz, un concept car diseñado por Pininfarina para el Salón del Automóvil de Ginebra. [86] Desarrollado más o menos simultáneamente en Alemania por Hella y Bosch y en Francia por Cibié, el proyector de luz de cruce permitía un enfoque preciso del haz y un paquete óptico de diámetro mucho más pequeño, aunque mucho más profundo, para cualquier salida de haz dada. [ cita necesaria ] El BMW Serie 7 (E32) de 1986 fue el primer automóvil de producción en volumen que utilizó faros de luz de cruce polielipsoidales. [87] [88] [89] La principal desventaja de este tipo de faro es la necesidad de adaptarse a la profundidad física del conjunto, que puede extenderse hasta el compartimiento del motor.
La primera fuente de luz eléctrica para faros fue el filamento de tungsteno , que funcionaba en una atmósfera de vacío o de gas inerte dentro de la bombilla del faro o haz sellado. En comparación con las fuentes de luz de nueva tecnología, los filamentos de tungsteno emiten pequeñas cantidades de luz en relación con la energía que consumen. Además, durante el funcionamiento normal de estas lámparas, el tungsteno se desprende de la superficie del filamento y se condensa en el cristal 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 era un problema menor en las unidades de haz sellado; su gran superficie interior minimizó el espesor de la acumulación de tungsteno. Por estas razones, los filamentos de tungsteno simples están prácticamente obsoletos en el servicio de faros de automóviles.
La tecnología de tungsteno-halógeno (también llamada "cuarzo-halógeno", "cuarzo-yodo", "ciclo de yodo", etc.) aumenta la eficacia luminosa efectiva de un filamento de tungsteno : cuando se opera a una temperatura más alta del filamento, lo que resulta en una mayor producción de lúmenes . Por vatio de entrada, una lámpara halógena de tungsteno tiene una vida útil de brillo mucho más larga que filamentos similares que funcionan sin el ciclo de regeneración halógena. A igual luminosidad, las bombillas de ciclo halógeno también tienen una vida útil más larga. Las fuentes de luz de 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 potencia. Por el contrario, muchos diseños estadounidenses están configurados para reducir o minimizar el consumo de energía manteniendo al mismo tiempo la salida de luz por encima de los requisitos mínimos legales; Algunas fuentes de luz de faros halógenos de tungsteno estadounidenses producen menos luz inicial que sus contrapartes no halógenas. [90] Un ligero beneficio teórico de economía de combustible y una reducción del costo de construcción de vehículos a través de menores clasificaciones de cables e interruptores 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 estadounidenses, 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 bombillas estadounidenses continuó favoreciendo una larga vida útil y un bajo consumo de energía, mientras que los diseños europeos continuaron priorizando la precisión óptica y el rendimiento máximo. [90]
La lámpara H1 fue la primera fuente de luz para faros halógenos de tungsteno. Fue introducido en 1962 por un consorcio de fabricantes europeos de bombillas y faros. Esta bombilla tiene un único filamento axial que consume 55 vatios a 12,0 voltios y produce 1550 lúmenes ±15% cuando se opera a 13,2 V. Le siguió H2 (55 W a 12,0 V, 1820 lm a 13,2 V) en 1964, y la bombilla transversal. filamento H3 (55 W @ 12,0 V, 1450 lm ±15%) en 1966. El H1 todavía se utiliza ampliamente en luces bajas, luces altas y luces auxiliares antiniebla y de conducción , al igual que el H3. El H2 ya no es un tipo actual, ya que requiere una compleja interfaz del portalámparas con la lámpara, tiene una vida corta y es difícil de manejar. Por esas razones, el H2 fue retirado [91] del Reglamento ECE 37 para su uso en nuevos diseños de lámparas (aunque las bombillas H2 todavía se fabrican para reemplazar las lámparas existentes), pero H1 y H3 siguen vigentes y estas dos bombillas fueron legalizadas en los Estados Unidos. Estados Unidos en 1993. [92] Los diseños de bombillas de filamento único más recientes incluyen la 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). [93] Hay versiones de 24 voltios de muchos tipos de bombillas disponibles para su uso en camiones, autobuses y otros vehículos comerciales y militares.
La primera bombilla halógena de doble filamento que produjo luces de cruce y de carretera, la H4 (60/55 W a 12 V, 1650/1000 lm ±15% a 13,2 V), [93] se lanzó al mercado en 1971 [13] y rápidamente se convirtió en la bombilla de faro predominante en todo el mundo, excepto en los Estados Unidos, donde la H4 todavía 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 cuanto a la geometría del filamento y la variación posicional, [94] [95] y el consumo de energía y la salida de luz expresados en el voltaje de prueba estadounidense de 12,8 V. [96]
La primera bombilla halógena para faros delanteros de Estados Unidos, introducida en 1983, fue la HB1/9004. Es un diseño de doble filamento transversal de 12,8 voltios que produce 700 lúmenes en luz de cruce y 1200 lúmenes en luz de carretera. El 9004 tiene una potencia nominal 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). [97] 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 los Estados Unidos.
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 dicha bombilla 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 que el que se puede lograr mediante calentamiento resistivo únicamente. El filamento sobrecalentado emite más luz sin aumentar el consumo de energía. [98]
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 eficacia mayor que las lámparas de tungsteno. Debido a la mayor cantidad de luz disponible de las lámparas HID en comparación 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 HID puede producir un patrón de haz más robusto. [ ¿ investigacion original? ]
Los HID para automóviles pueden denominarse genéricamente "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 estacionarias de halogenuros metálicos, hace que las lámparas tarden varios minutos en alcanzar su potencia máxima.
La luz de los faros HID puede presentar un tinte azulado distintivo en comparación con los faros de filamento de tungsteno.
Cuando un faro halógeno se adapta con una bombilla HID, la distribución y la potencia de la luz se modifican. [99] En los Estados Unidos, la iluminación de vehículos que no cumple con FMVSS 108 no es legal en la calle. [99] Se producirá deslumbramiento y la aprobación o certificación de tipo del faro dejará de ser válida con la distribución de luz alterada, por lo que el faro ya no es legal para circular en la calle en algunos lugares. [100] En los Estados Unidos, los proveedores, importadores y vendedores que ofrecen kits que no cumplen con las normas están sujetos a multas civiles. En octubre de 2004, la NHTSA había investigado a 24 proveedores y todos dieron como resultado la terminación de la venta o retiradas del mercado. [101]
En Europa y en muchos países no europeos que aplican la normativa ECE , incluso los faros HID diseñados como tales deben estar equipados con sistemas de limpieza de lentes y autonivelación automática, excepto en motocicletas. [100] Estos sistemas generalmente están ausentes en vehículos que no están equipados originalmente con lámparas HID.
En 1992, Hella y Bosch fabricaron los primeros faros HID de luz de cruce de producción a partir de 1992 para disponibilidad opcional en el BMW Serie 7 . [13] [14] Este primer sistema utiliza una bombilla incorporada, no reemplazable, sin protección de vidrio que bloquee los rayos UV ni corte de seguridad eléctrico sensible al tacto, designada D1 [102] , una designación que se reciclaría años más tarde para un tipo de lámpara completamente diferente. El balastro de CA tiene aproximadamente el tamaño de un ladrillo de construcción. En 1996, el primer esfuerzo realizado en Estados Unidos con faros HID fue en el Lincoln Mark VIII 1996-98 , que utiliza faros reflectores con una lámpara de encendido integral desenmascarada fabricada por Sylvania y designada Tipo 9500 . Este fue el único sistema que funcionó con CC , ya que la confiabilidad resultó inferior a la de los sistemas de CA. [ cita necesaria ] El sistema Tipo 9500 no se utilizó en ningún otro modelo y se suspendió después de la adquisición de Sylvania por parte de Osram en 1997. [ cita necesaria ] Todos los faros HID en todo el mundo utilizan actualmente bombillas y balastros estandarizados que funcionan con CA. En 1999 se introdujeron los primeros faros HID del mundo para luces de cruce y de carretera en el Mercedes-Benz Clase CL (C215) . [103] [104]
Las bombillas de los faros HID no funcionan con corriente continua de bajo voltaje, por lo que requieren un balastro 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 balastro en los sistemas D2 y D4. El balastro controla la corriente que llega a la bombilla. La operación de encendido y lastre se produce en tres etapas:
El mando suele estar cerca del volante y se muestra un indicador específico en el salpicadero.
Los faros HID producen entre 2800 y 3500 lúmenes con entre 35 y 38 vatios de energía eléctrica, mientras que las bombillas de filamento halógeno producen entre 700 y 2100 lúmenes con entre 40 y 72 vatios a 12,8 V. [93] [105 ] [ 106]
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 letra final describe el escudo exterior. El arco dentro de una bombilla de faro HID genera una cantidad considerable de luz ultravioleta (UV) de onda corta, pero nada de ella escapa de la bombilla, ya que alrededor del tubo de arco de la bombilla se incorpora un protector de vidrio duro que absorbe los rayos UV. Esto es importante para evitar la degradación de los componentes y materiales sensibles a los rayos UV en los faros, como las lentes de policarbonato y las capas duras de los reflectores. Las lámparas "S" (D1S, D2S, D3S y D4S) tienen una protección de vidrio simple y se utilizan principalmente en ópticas de tipo proyector. Las lámparas "R" (D1R, D2R, D3R y D4R) están diseñadas para usarse en ópticas de faros tipo reflector. Tienen una máscara opaca que cubre partes específicas del escudo, lo que facilita la creación óptica del límite (corte) claro-oscuro cerca de la parte superior de una distribución de luz de cruce. Las lámparas HID para automóviles emiten una cantidad considerable de luz cercana a los rayos ultravioleta, a pesar del escudo.
La temperatura de color correlacionada de los faros HID de los automóviles instalados de fábrica está entre 4200 K, mientras que las lámparas halógenas de tungsteno están entre 3000 K y 3550 K. La distribución de energía espectral (SPD) de un faro HID de automóvil es discontinua y puntiaguda, mientras que la SPD de una lámpara de incandescencia, como la del sol, es una curva continua. Además, el índice de reproducción cromática (CRI) de los faros halógenos de tungsteno (98) está mucho más cerca que el de los faros HID (~75) de la luz solar estandarizada (100). Los estudios no han demostrado ningún efecto de seguridad significativo de este grado de variación del IRC al encender las luces. [107] [108] [109] [110]
Las lámparas HID para automóviles ofrecen alrededor de 3000 lúmenes y 90 Mcd /m 2 frente a los 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 en comparación con los halógenos. [111] Por lo tanto, unos buenos faros HID contribuyen a la seguridad en la conducción. [112] 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.
La eficacia luminosa es la medida de cuánta luz se produce frente a cuánta energía se consume. Las lámparas HID ofrecen mayor eficacia que las lámparas halógenas. Las lámparas halógenas de mayor intensidad, H9 y HIR1, producen de 2100 a 2530 lúmenes con aproximadamente 70 vatios a 13,2 voltios. Una bombilla D2S HID produce 3200 lúmenes con aproximadamente 42 vatios durante un funcionamiento estable. [93] El consumo de energía reducido significa un menor consumo de combustible, con la consiguiente menor emisión de CO 2 por vehículo equipado con iluminación HID (1,3 g/km suponiendo que el 30% del tiempo de funcionamiento del motor se realiza con las luces encendidas).
La vida útil media de una bombilla HID es de 2.000 horas, frente a las 450 y 1.000 horas de una lámpara halógena. [113]
La normativa ECE 48 exige que los vehículos equipados con faros HID (excepto motocicletas) también estén equipados con sistemas de limpieza de lentes de faros y control automático de nivelación del haz. Ambas medidas tienen como objetivo reducir la tendencia de los faros de alta potencia a causar altos niveles de deslumbramiento a otros usuarios de la vía. En Norteamérica, no se aplica ECE R48 y, aunque se permiten limpiadores de lentes y niveladores de haz, no son obligatorios; [114] Los faros HID son notablemente menos frecuentes en los EE. UU., donde han producido importantes quejas por deslumbramiento. [92] Un estudio científico sobre el deslumbramiento de los faros ha demostrado que, para cualquier nivel de intensidad determinado, la luz de los faros HID es un 40% más deslumbrante que la luz de los faros halógenos de tungsteno. [115]
Las bombillas de faros HID tipos 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 normas de la EPA de EE. UU. Los diseños de bombillas HID más nuevos, D3R, D3S, D4R y D4S, que se producen desde 2004, no contienen mercurio, [116] [117] pero no son eléctrica ni físicamente compatibles con los faros diseñados para tipos de bombillas anteriores.
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 vida útil más larga de la bombilla HID en comparación con las bombillas halógenas.
Audi mostró el concept car Audi Nuvolari con faros LED en 2003. [118] [119] [120] Las aplicaciones de faros automotrices que utilizan diodos emisores de luz (LED) se han estado desarrollando desde 2004. [121] [122] En 2004, Audi lanzó el primer automóvil con luces diurnas LED y direccionales, el Audi A8 W12 2004. [123] [124]
En 2006 se instalaron en fábrica las primeras luces de cruce LED de producción en serie en el Lexus LS 600h / LS 600h L. Las funciones de luz de carretera y señal de giro utilizaban bombillas de filamento. El faro fue suministrado por Koito Industries Ltd.
En 2007 , se introdujeron los primeros faros con todas las funciones proporcionadas por LED, suministrados por AL-Automotive Lighting , en el deportivo V10 Audi R8 (excepto en Norteamérica). [125]
En 2009, los faros Hella del Cadillac Escalade Platinum 2009 se convirtieron en los primeros faros totalmente LED para el mercado norteamericano. [126]
En 2010 , se introdujeron en el Mercedes CLS 2011 los primeros faros totalmente LED con luz larga adaptativa y lo que Mercedes llamó "Sistema de iluminación inteligente" .
En 2013, Audi introdujo los primeros faros adaptativos "Matrix LED" totalmente LED antideslumbrantes con control digital en el A8 renovado , con 25 segmentos LED individuales. [127] El sistema atenúa la luz que brillaría directamente sobre los vehículos que se aproximan y preceden, pero continúa proyectando toda su luz en las zonas entre y al lado de ellos. Esto funciona porque las luces largas LED se dividen en numerosos diodos luminosos individuales. Las luces de carretera LED de ambos faros están dispuestas en matriz y se adaptan de forma totalmente electrónica al entorno en milisegundos. Se activan, desactivan o atenúan individualmente mediante una unidad de control. Además, los faros también funcionan como luz de curvas. Gracias a los datos predictivos de ruta proporcionados por el MMI Navegación plus , el haz de luz se desplaza hacia la curva incluso antes de que el conductor gire el volante. En 2014: Mercedes-Benz introdujo en la Clase CLS renovada en 2014 una tecnología similar, denominada Multibeam LED, con 24 segmentos individuales. [128]
A partir de 2010, los faros LED, como los disponibles en el Toyota Prius, proporcionaban una potencia entre los faros halógenos y los faros HID, [129] con un consumo de energía del sistema ligeramente menor que el de otros faros, una vida útil más larga y posibilidades de diseño más flexibles. [130] [131] A medida que la tecnología LED continúa evolucionando, se predijo que el rendimiento de los faros LED mejoraría para acercarse, igualar y tal vez algún día superar el de los faros HID. [132] Eso ocurrió a mediados de 2013, cuando el Mercedes Clase S vino con faros LED que brindaban un mayor rendimiento que las configuraciones HID comparables. [133]
Antes de los LED, todas las fuentes de luz utilizadas en los faros (tungsteno, halógeno, HID) emitían energía infrarroja que puede descongelar la nieve y el hielo acumulados en la lente del faro y evitar una mayor acumulación. Los LED no. 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 necesaria ] mientras que en otros no se prevé la descongelación de la lente.
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Una lámpara láser utiliza espejos para dirigir un láser hacia un fósforo que luego emite una luz. Las lámparas láser consumen 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 en 2014. [134]
En 2014, el BMW i8 se convirtió en el primer coche de producción que se vendió con una luz de carretera auxiliar basada en esta tecnología. [135] El Audi R8 LMX de producción limitada utiliza láseres para su función de foco, que proporciona iluminación para conducción 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. [136]
Los sistemas automáticos para activar los faros han estado disponibles desde mediados de la década de 1950, originalmente sólo en modelos estadounidenses de lujo como el Twilight Sentinel , el Lincoln y el Imperial de Cadillac. [137] Las implementaciones básicas encienden los faros al anochecer y los apagan al amanecer. Las implementaciones modernas utilizan sensores para detectar la cantidad de luz exterior. La R48 de la ONU exige 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 1.000 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 conductor del vehículo que se aproxima, lo que a su vez influiría en la vista del conductor del vehículo que se aproxima, 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.
El Citroën 2CV de 1948 se lanzó en Francia con un sistema de regulación manual de los faros, controlado por el conductor mediante un mando 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 intervención del conductor. El primer vehículo equipado con este equipamiento 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 permitieran al conductor bajar la orientación de las luces mediante una palanca o perilla de control del tablero si la parte trasera del vehículo está cargada de pasajeros o carga, lo que tendería a elevar el ángulo de orientación de las lámparas y crear deslumbramiento. Estos sistemas suelen utilizar motores paso a paso en el faro y un interruptor giratorio en el tablero marcado "0", "1", "2", "3" para diferentes alturas de haz, siendo "0" la posición "normal" (y más alta). para cuando el coche va poco cargado.
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 se debe mantener la orientación vertical de los faros en 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. [9] El Reglamento prevé una versión más estricta de esta medida antideslumbrante si el vehículo dispone de faros con luces de cruce que producen más de 2.000 lúmenes (por ejemplo, bombillas de xenón y determinadas lámparas halógenas de alta potencia). Dichos vehículos deben estar equipados con sistemas de autonivelación de faros que detectan el grado de inclinación del vehículo debido a la carga de carga y la inclinación de la carretera, y ajustan automáticamente la orientación vertical de los faros para mantener el haz correctamente orientado sin que el conductor requiera ninguna acción. [9]
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, no sólo en aquellos con fuentes de luz de alta potencia, brindarían a los conductores beneficios sustanciales de seguridad al ofrecer una mejor visión y menos deslumbramiento. [138]
Estos proporcionan una iluminación mejorada en las curvas. Algunos automóviles tienen los 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 y produjo en la década de 1930 un vehículo con un faro direccional central. El Tucker Sedan americano 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 [139] con un elaborado sistema dinámico de posicionamiento de los faros que ajustaba la posición horizontal y vertical de los faros interiores en respuesta a las acciones de los sistemas de dirección y suspensión del vehículo.
En ese momento, las regulaciones estadounidenses exigían que este sistema se eliminara de los modelos vendidos en EE. UU. [140] [ verificación fallida ]
Los coches de la serie D equipados con el sistema utilizaban cables que conectaban los faros de largo alcance a una palanca en el relé de dirección, mientras que los faros interiores de largo alcance del SM utilizaban un sistema hidráulico sellado que utilizaba un fluido a base de glicerina en lugar de cables mecánicos. [ cita necesaria ] 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 fundas de los cables, mientras que el sistema SM perdía líquido gradualmente, lo que hacía que las lámparas de largo alcance se giraran hacia adentro, pareciendo "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 amortiguadores. [ cita necesaria ]
Los vehículos Citroën SM fuera del mercado estadounidense estaban equipados con calefacción de los cubreluces, calor suministrado por conductos que transportaban el aire caliente desde el escape del radiador hasta el espacio entre los cristales de los faros y los cubreobjetos. [ cita necesaria ] Esto proporcionó desempañamiento/desempañamiento de todo el interior de los cubreobjetos, manteniendo el vidrio libre de niebla/empañamiento en toda la superficie. Los cristales tienen finas franjas en la superficie que se calientan con los rayos de los faros; sin embargo, el aire caliente canalizado proporciona desempañamiento cuando los faros no están encendidos. Las franjas de los vidrios en los autos D y SM parecen similares a las franjas calefactoras del desempañador eléctrico del vidrio del parabrisas trasero, pero son pasivas, no electrificadas. [ cita necesaria ]
A partir de la década de 2000, resurgió el interés en la idea de mover u optimizar el haz de luz en respuesta no solo a la dinámica de dirección y suspensión de los vehículos, sino también a las condiciones climáticas y de visibilidad ambientales, 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 adaptativa, comúnmente AFS . [141] Fabricantes como BMW , Toyota , [142] Škoda , [143] y Vauxhall / Opel [144] han lanzado vehículos equipados con AFS desde 2003.
En lugar de los enlaces mecánicos empleados en los sistemas anteriores de faros direccionales, el AFS se basa en sensores, transductores y actuadores electrónicos. Otras técnicas AFS incluyen sistemas ópticos auxiliares especiales dentro de las carcasas de los faros de un vehículo. Estos sistemas auxiliares podrán encenderse y apagarse según el vehículo y las condiciones de funcionamiento lo requieran, con luz u oscuridad en los ángulos que cubre el haz que producen las ópticas auxiliares. Un sistema típico mide el ángulo de dirección y la velocidad del vehículo para girar los faros. [145] Los sistemas AFS más avanzados utilizan señales de GPS para anticipar cambios en la curvatura de la carretera, en lugar de simplemente reaccionar ante ellos.
Incluso cuando las condiciones justifican el uso de luces altas, los conductores a menudo no las utilizan. [146] Durante mucho tiempo se han realizado esfuerzos, 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 el tráfico, el clima y las condiciones de la carretera. 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 GM a partir de 1953. [147] [148] El fototubo del sistema y los circuitos asociados estaban alojados en un tubo similar a una mira de pistola encima del tablero. Se ubicó un módulo amplificador en el compartimiento del motor que controlaba el relé de los faros utilizando 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 de tablero más compacta y una perilla de control que permitía al conductor ajustar el umbral de sensibilidad del sistema para determinar cuándo los faros se bajarían de luces altas a luces bajas en respuesta a un vehículo que se aproximaba. A principios de la década de 1970, esta opción se eliminó 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 las de las curvas que se aproximan. , hizo que se atenuaran prematuramente, lo que posiblemente provocó su interrupción. [ cita necesaria ]
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 necesaria ] Se ofreció un sistema llamado 'AutoDim' en varios modelos de Lincoln a partir de mediados de la década de 1950 y, finalmente, el Ford Thunderbird y algunos modelos Mercury [ vago ] también lo ofrecieron. [ cita necesaria ] 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 necesaria ]
Aunque los sistemas basados en fotorresistores evolucionaron, se volvieron más compactos y se trasladaron del tablero a un lugar menos visible detrás de la parrilla del radiador, todavía no podían distinguir de manera confiable los faros de las fuentes de luz no vehiculares, como las farolas. Tampoco bajaban a las luces bajas cuando el conductor se acercaba a un vehículo por detrás, y bajaban falsamente a las luces bajas en respuesta a los reflejos de las señales de tráfico de las luces altas del propio vehículo. El inventor estadounidense Jacob Rabinow ideó y perfeccionó un sistema de atenuación automático de escaneo impermeable a las luces de la calle y a los reflejos, [149] pero ningún fabricante de automóviles compró los derechos y el problemático tipo de fotorresistor permaneció en el mercado hasta finales de los años 1980. [150]
En 1956, el inventor Even P. Bone desarrolló un sistema en el que una paleta delante de cada faro se movía automáticamente y provocaba una sombra delante del vehículo que se acercaba, permitiendo el uso de luces altas sin deslumbrar al conductor que se acercaba. El sistema, llamado "Bone-Midland Lamps", nunca fue adoptado por ningún fabricante de automóviles. [151]
Los sistemas actuales basados en cámaras CMOS de imágenes pueden detectar y responder adecuadamente a los vehículos que van delante y en sentido contrario sin tener en cuenta las farolas, las señales de tráfico y otras señales espurias. La selección de haz de luz 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 sistemas integrales de asistencia al conductor . Los faros se atenuarán cuando un reflejo brillante rebote en un letrero de la calle.
Intelligent Light System es un sistema de control de haz de faros introducido en 2006 en el Mercedes-Benz Clase E (W211) [152] que ofrece cinco funciones de luz bixenón diferentes, [153] cada una de las cuales se adapta a las condiciones climáticas o de conducción típicas. :
Adaptive Highbeam Assist es el nombre comercial de Mercedes-Benz para una estrategia de control de faros que adapta de forma continua y automática el alcance de los faros para que el haz llegue justo a los demás vehículos que circulan por delante, garantizando así siempre el máximo rango de visión posible sin deslumbrar a los demás usuarios de la carretera. [154] Se lanzó por primera vez en el Mercedes Clase E en 2009. [153] Proporciona un rango continuo de alcance del haz desde una luz de cruce apuntada hacia abajo hasta una luz de carretera apuntada hacia arriba, en lugar de la elección binaria tradicional entre luces bajas 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 al mismo tiempo mantener el deslumbramiento fuera de los ojos de los conductores que van en dirección contraria y en dirección contraria. Cuando no hay tráfico lo suficientemente cerca como para que el deslumbramiento sea un problema, el sistema proporciona luces altas completas. Los faros se ajustan cada 40 milisegundos mediante una cámara situada en el interior del parabrisas delantero que puede determinar la distancia a otros vehículos. [155] La Clase S , la Clase CLS y la 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 adaptativas con LED.
Esta tecnología también se conoce como luces de conducción adaptativas (ADB). [156] Desde 2010, algunos modelos Audi con faros de xenón ofrecen un sistema similar: luz adaptativa con control variable del alcance de los faros. [157] En Japón, el Toyota Crown , el Toyota Crown Majesta , el Nissan Fuga y el Nissan Cima ofrecen la tecnología en modelos de primer nivel.
Hasta febrero de 2022, esta tecnología había sido ilegal en los EE. UU., ya que FMVSS 108 establecía específicamente que los faros deben tener luces altas y bajas dedicadas para ser considerados legales en la carretera. Un proyecto de ley de infraestructura promulgado en noviembre de 2021 incluía texto que ordena a la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras modificar FMVSS 108 para permitir el uso de esta tecnología y establecer un plazo de dos años para implementar este cambio. [158] [159] En febrero de 2022, la NHTSA modificó el FMVSS 108 permitiendo el uso de faros adaptativos en los EE. UU. [160] Sin embargo, las nuevas regulaciones son bastante diferentes de las vigentes en Europa y Asia e impiden que los fabricantes de automóviles adapten fácilmente sus sistemas al mercado estadounidense. [156]
Una luz alta sin deslumbramiento es una estrategia de control de iluminación dinámica impulsada por una cámara que sombrea selectivamente puntos y corta el patrón de luz alta para proteger a otros usuarios de la carretera del deslumbramiento, mientras proporciona continuamente al conductor el máximo rango de visión. [161] El área que rodea a otros usuarios de la vía está constantemente iluminada con luces altas, pero sin el deslumbramiento que normalmente resultaría del uso incontrolado de luces altas en el tráfico. [162] Este patrón de haz en constante cambio requiere sensores, microprocesadores y actuadores complejos porque los vehículos que deben ser excluidos del haz se mueven constantemente. La sombra dinámica se puede lograr con máscaras de sombra móviles desplazadas dentro del recorrido de la luz dentro del faro. O bien, el efecto se puede lograr oscureciendo selectivamente los emisores LED direccionables o los elementos reflectores/espejos, una técnica conocida como luz de píxeles . [163]
La primera luz de carretera antideslumbrante controlada mecánicamente (no LED) fue el paquete "Dynamic Light Assist" de Volkswagen, [164] que se introdujo en 2010 en los Volkswagen Touareg , [165] Phaeton , [166] y Passat . En 2012, el Lexus LS (XF40) renovado introdujo un sistema bi-xenón idéntico: "Adaptive High-beam System".
Los primeros faros LED antideslumbrantes con control mecánico 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 LED antideslumbrantes con control digital se introdujeron en 2013 en el Audi A8. Ver sección de LED.
Los sistemas de faros requieren un mantenimiento periódico. Los faros de haz sellado 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 lentes y reflectores de faros 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 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. [53]
Con el tiempo, la lente del faro puede deteriorarse. Puede picarse debido a la abrasión de la arena y los guijarros de la carretera 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 diseñado para restaurar el brillo de la pintura con tiza. En fases más avanzadas, el deterioro se extiende hasta el propio material plástico, inutilizando el faro y obligando a su sustitución completa. Lijar o pulir agresivamente las lentes, o restaurar los faros de plástico , puede ganar algo de tiempo, pero al hacerlo se elimina la capa protectora de la lente, que al quitarla se deteriorará más rápido y más severamente. Hay disponibles kits para una reparación de calidad que permiten pulir la lente con abrasivos progresivamente más finos y luego rociarla con un aerosol de capa transparente resistente a los rayos ultravioleta.
El reflector, fabricado con aluminio vaporizado depositado en una capa extremadamente fina 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 de potencia superior a la especificada o simplemente con la edad y el uso. Los reflectores así degradados, si no pueden limpiarse, deberán ser sustituidos.
La acumulación de suciedad en las lentes de los faros aumenta el deslumbramiento para otros usuarios de la carretera, incluso a niveles demasiado bajos como para reducir significativamente la capacidad de visión del conductor. [ cita necesaria ] Por lo tanto, el Reglamento 48 de la ONU exige limpiadores de lentes de faros 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. [9] Esto incluye todos los faros HID y algunas unidades halógenas de alta potencia. Algunos automóviles llevan instalados limpiadores de lentes incluso cuando la normativa no los exige. América del Norte, por ejemplo, no utiliza 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 o cepillo de goma impulsado por motor conceptualmente similar a los limpiaparabrisas , o un rociador fijo o telescópico de alta presión que limpia las lentes con un spray de líquido limpiaparabrisas. Los sistemas de limpieza de lentes más recientes son del tipo aerosol porque las regulaciones de la ONU no permiten el uso de sistemas de limpieza mecánicos (limpiadores) con faros con lentes de plástico, [9] y los faros más recientes tienen lentes de plástico. Algunos automóviles con faros 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 necesaria ]
[...] como el primer automóvil cerca [...] siguió al carruaje en diseño y construcción, por lo que la primera lámpara que se utilizó en el automóvil fue la lámpara del carruaje.
Se descubrió que estas luces de vagón no eran adecuadas para el automóvil que se movía rápidamente.
Los resultados de las pruebas de la AAA sugieren que los faros halógenos, que se encuentran en más del 80 por ciento de los vehículos que circulan hoy en día, pueden no iluminar
de forma segura
carreteras no iluminadas a velocidades tan bajas como 40 mph.
...los ajustes de las luces altas en los faros halógenos...
sólo pueden proporcionar suficiente luz para detenerse con seguridad a velocidades de hasta 48 mph
, dejando a los conductores vulnerables a velocidades de autopista...Pruebas adicionales encontraron que, si bien la tecnología avanzada de faros que se encuentra en HID y los faros LED iluminaron las carreteras oscuras un 25 por ciento más que sus homólogos halógenos, es posible que aún no iluminen completamente las carreteras a velocidades superiores a 45 mph.
Las configuraciones de luces altas en estos faros avanzados ofrecieron una mejora significativa con respecto a las configuraciones de luces bajas, distancias de iluminación de hasta 500 pies (equivalentes a 55 mph).
A pesar del aumento,
incluso los faros más avanzados se quedan un 60 por ciento por debajo de la
distancia de visión
que proporciona la plena luz del día.
La tasa de mortalidad de ocupantes de vehículos de pasajeros durante la noche es aproximadamente tres veces mayor que la tasa diurna.
...
Los datos muestran un mayor porcentaje de ocupantes de vehículos de pasajeros que mueren en accidentes relacionados con el exceso de velocidad durante la noche.
La regla de distancia libre asegurada por delante (ACDA) responsabiliza al operador de un vehículo de motor de evitar colisiones con cualquier obstáculo que pueda aparecer en el camino del vehículo.
Aunque se considera ampliamente una responsabilidad fundamental de la conducción segura,
la mayoría de los conductores violan habitualmente la regla ACDA en condiciones nocturnas.
Es negligencia legal conducir un vehículo motorizado a una velocidad tal que no pueda detenerse a tiempo para evitar una obstrucción discernible dentro del campo de visión del conductor que está delante de él.
Esta regla se conoce generalmente como la regla de la 'distancia libre asegurada adelante' * * * En su aplicación, la regla cambia constantemente a medida que el automovilista avanza y se mide en cualquier momento por la distancia entre el vehículo del automovilista y el límite de su visión adelante. o por la distancia entre el vehículo y cualquier objeto intermedio discernible, estático o que se mueva hacia adelante en la calle o carretera más adelante y que constituya una obstrucción en su camino.
Tal regla requiere que un automovilista, con el debido cuidado, en todo momento vea, o sepa por haber visto, que el camino está despejado o aparentemente despejado y seguro para viajar, a una distancia suficiente adelante para que sea aparentemente seguro avanzar en la carretera. velocidad empleada.
El Cadillac Escalade Platinum 2008 se ha ganado la distinción de ser el primer vehículo de producción del mundo con iluminación delantera totalmente LED.
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Medios relacionados con los faros de los automóviles en Wikimedia Commons