Un faro es una lámpara que se coloca en la parte delantera de un vehículo para iluminar la carretera. Los faros también suelen llamarse faros delanteros , pero en el uso más preciso, faro es el término que se usa para referirse al dispositivo en sí y faro delantero es el término que se usa para referirse al haz de luz que produce y distribuye el dispositivo.
El rendimiento de los faros ha mejorado de forma constante a lo largo de la era del automóvil, impulsado por la gran disparidad entre las muertes en el tráfico durante el día y la noche: la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de Estados Unidos afirma que casi la mitad de todas las muertes relacionadas con el tráfico ocurren en la oscuridad, a pesar de que solo el 25% del tráfico circula durante la oscuridad. [1]
Otros vehículos, como trenes y aviones, deben tener faros delanteros. Los faros delanteros de las bicicletas se utilizan a menudo en las bicicletas y son obligatorios en algunas jurisdicciones. Pueden funcionar con una batería o un pequeño generador como un dinamo de botella o de buje .
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Los primeros carruajes sin caballos utilizaban lámparas de carruaje, que resultaron inadecuadas para viajar a gran velocidad. [2] Las primeras luces utilizaban velas como el tipo de combustible más común. [3] : 197–8
Los primeros faros, alimentados por gas combustible como el acetileno o el petróleo, funcionaron a finales de la década de 1880. Las lámparas de gas acetileno eran populares en la década de 1900 porque la llama es resistente al viento y la lluvia. Los espejos cóncavos gruesos combinados con lentes de aumento proyectaban la luz de la llama de acetileno . [4] Varios fabricantes de automóviles ofrecieron el cilindro generador de gas 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 la 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 convirtió los faros eléctricos en estándar en 1908. Una empresa de Birmingham, Inglaterra, llamada Pockley Automobile Electric Lighting Syndicate comercializó las primeras luces eléctricas para automóviles del mundo como un conjunto completo en 1908, que consistía en faros delanteros, luces laterales y luces traseras que funcionaban con una batería de ocho voltios. [6]
En 1912, Cadillac integró el sistema de encendido e iluminación eléctricos Delco de su vehículo , formando el sistema eléctrico del vehículo moderno.
La Guide Lamp Company introdujo los faros de "luz de cruce" (de cruce) en 1915, pero el sistema Cadillac de 1917 permitía reducir la luz mediante una palanca dentro del coche 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 cruce y de carretera de un faro emitida por una sola bombilla. Guide Lamp introdujo un diseño similar en 1925 llamado "Duplo". En 1927 se introdujo el interruptor de regulación de intensidad operado con el pie o interruptor de inmersión y se convirtió en estándar durante gran parte del siglo. Los Packard de 1933-1934 presentaban faros de tres haces, con bombillas de tres filamentos. De más alto a más bajo, los haces se denominaban "de paso por el campo", "de conducción por el campo" y "de conducción por la ciudad". El Nash de 1934 también utilizó un sistema de tres haces, aunque en este caso con bombillas del tipo convencional de dos filamentos, y el haz intermedio combinaba las luces bajas del lado del conductor con las luces altas del lado del pasajero, para maximizar la vista de la carretera y minimizar el deslumbramiento hacia el tráfico que venía en sentido contrario. Los últimos vehículos con un interruptor de regulación de intensidad operado con el pie fueron las furgonetas Ford F-Series y E-Series [Econoline] de 1991. [ cita requerida ] Los faros antiniebla eran una novedad en los Cadillac de 1938, [ cita requerida ] y su sistema "Autronic Eye" de 1952 automatizaba la selección de luces altas y bajas.
La iluminación direccional, que utiliza un interruptor y un reflector desplazado electromagnéticamente para iluminar solo la acera, se introdujo en el raro Tatra de 1935, que se fabricó solo durante un año . La iluminación vinculada al volante se incluyó en el faro montado en el centro del Tucker Torpedo de 1947 y luego se popularizó con el Citroën DS . Esto hizo posible girar la luz en la dirección de la marcha cuando se giraba el volante.
El faro sellado redondo estandarizado de 7 pulgadas (178 mm) , uno por lado, se requirió para todos los vehículos vendidos en los Estados Unidos desde 1940, congelando virtualmente la tecnología de iluminación utilizable hasta la década de 1970 para los estadounidenses. [7] En 1957, la ley cambió para permitir haces sellados redondos más pequeños de 5,75 pulgadas (146 mm), dos por lado del vehículo, y en 1974 también se permitieron los haces sellados 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 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 uso en faros de vehículos, la H1 . Poco después, se introdujeron en Europa los faros que utilizaban la nueva fuente de luz. Estos fueron efectivamente prohibidos en los EE. UU., donde los faros sellados de tamaño estándar eran obligatorios y las regulaciones de intensidad eran bajas. Los legisladores estadounidenses se enfrentaron a la presión de actuar, debido tanto a la eficacia de la iluminación como a la aerodinámica del vehículo/ahorro de combustible. [8] La intensidad máxima de las luces altas, limitada a 140 000 candelas por lado del automóvil en Europa, [9] [10] se limitó en los Estados Unidos a 37 500 candelas en cada lado del automóvil hasta 1978, cuando el límite se elevó a 75 000. [11] [12] No se pudo lograr un aumento en la intensidad de las luces altas para aprovechar la mayor tolerancia sin pasar a la tecnología halógena, [11] y, por lo tanto, los faros con luces selladas y lámparas halógenas internas estuvieron disponibles para su uso en los modelos de 1979 en los Estados Unidos. [11] [12] A partir de 2010, las luces selladas halógenas dominaron el mercado de luces selladas, que ha disminuido drásticamente desde que se permitieron los faros con bombillas reemplazables en 1983. [8][update]
Los sistemas de descarga de alta intensidad (HID) aparecieron a principios de la década de 1990 , primero en el BMW Serie 7. [13] [14] El Lincoln Mark VIII de 1996 fue uno de los primeros esfuerzos estadounidenses en materia de HID y fue el único automóvil con HID de CC .
Más allá de los aspectos de ingeniería, rendimiento y cumplimiento normativo de los faros, existe la consideración de las distintas 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 superficie reflectante redonda simétrica simple proyecta la luz y ayuda a enfocar el haz. [15]
En Europa no existía ningún requisito de que los faros tuvieran un tamaño o forma estandarizados, y las lámparas podían diseñarse en cualquier forma y tamaño, siempre que cumplieran con 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. Estuvieron prohibidos en los Estados Unidos, donde se exigieron lámparas redondas hasta 1975. [7] Otro concepto temprano de estilo de faros implicaba lámparas redondas convencionales carenadas en la carrocería del coche con cubiertas de vidrio aerodinámicas, como las del Jaguar E-Type de 1961 y de los VW Beetle anteriores a 1967. [16]
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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 automotores estandarizó un sistema de dos faros delanteros sellados de 7 pulgadas (178 mm) de diámetro en todos los vehículos, el único sistema permitido durante 17 años. Este requisito eliminó los problemas de los reflectores empañados al sellarlos junto con las bombillas. [17] También simplificó la orientación de los haces de los faros delanteros y eliminó las bombillas y lámparas no estándar. [17]
El Tucker 48 incluía una característica distintiva, un "ojo de cíclope": un tercer faro montado en el centro conectado al mecanismo de dirección del coche. [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 lámparas redondas, en lugar de dos, una de luz alta/baja y otra de luz alta 5+3 ⁄ 4 in (146 mm) de haz sellado en cada lado del vehículo, se introdujo en algunos modelos Cadillac, Chrysler, DeSoto y Nash de 1957 en los estados que permitieron el nuevo sistema. [17] Las lámparas de luz baja y alta separadas eliminaron la necesidad de comprometer el diseño de la lente y la posición del filamento requerida en una sola unidad. [20] Otros automóviles siguieron el ejemplo cuando todos los estados permitieron las nuevas lámparas cuando los modelos de 1958 se lanzaron al mercado. El sistema de cuatro lámparas permitió una mayor flexibilidad de diseño y mejoró el rendimiento de las luces bajas y altas. [21] [22] [23] Los 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 ninguno de estos diseños alcanzó la producción en serie.
Un ejemplo de disposición incluye el apilamiento de dos faros delanteros a cada lado, con luces bajas sobre las luces altas. El Nash Ambassador 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 siguieron dos años más tarde. También en el año modelo 1965, el Buick Riviera tenía faros delanteros apilados ocultables. Varios modelos de Mercedes vendidos en Estados Unidos utilizaron esta disposición porque sus faros delanteros con bombillas reemplazables en el mercado local eran ilegales en los EE. UU.
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 por encima de las luces de carretera. Los automóviles británicos, incluidos el Gordon-Keeble , el Jensen CV8 , el Triumph Vitesse y el Bentley S3 Continental , también usaban esta disposición. [25]
En 1968, la recién iniciada Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados 108 exigió que todos los vehículos tuvieran el sistema de faros delanteros sellados de haz redondo doble o cuádruple y prohibió cualquier elemento decorativo o protector delante de un faro en funcionamiento. Los faros delanteros 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 tenían que estar equipados con faros delanteros descubiertos para el mercado estadounidense. Esto dificultó que los vehículos con configuraciones de faros delanteros diseñados para un buen rendimiento aerodinámico lo lograran en sus configuraciones del mercado estadounidense.
La FMVSS 108 se modificó en 1974 para permitir faros delanteros rectangulares de haz sellado. Esto permitió a los fabricantes flexibilidad para bajar los capós de los automóviles nuevos. [26] Estos podrían colocarse en conjuntos horizontales o en pares apilados verticalmente. Como anteriormente con las lámparas redondas, EE. UU. permitió solo dos tamaños estandarizados de lámpara rectangular de haz sellado: un sistema de dos unidades de luz alta/baja de 200 por 142 mm (7,9 por 5,6 pulgadas) correspondientes al formato redondo de 7 pulgadas existente, o un sistema de cuatro unidades de 165 por 100 mm (6,5 por 3,9 pulgadas), dos de luz alta/baja y dos de luz alta. correspondientes al formato redondo de 5 pulgadas existente.+ Formato redondo de 3 ⁄ 4 pulgadas (146 mm).
El diseño de faros rectangulares se volvió tan común en los automóviles fabricados en Estados Unidos que solo unos pocos modelos continuaron usando faros redondos en 1979. [27]
En 1983, tras aceptar una petición de 1981 de Ford Motor Company, se modificaron las normas de los faros de Estados Unidos para permitir faros arquitectónicos con bombillas reemplazables, de forma no estándar y con lentes aerodinámicas que, por primera vez, podían fabricarse de policarbonato con revestimiento duro . Esto permitió el primer coche del mercado estadounidense desde 1939 con faros con bombillas reemplazables: el Lincoln Mark VII de 1984. A estos faros compuestos a veces se los denominaba faros "Euro", ya que los faros aerodinámicos eran comunes en Europa. Aunque conceptualmente son similares a los faros europeos con forma no estandarizada y construcción con bombillas reemplazables, 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 Estados Unidos en lugar de las normas de seguridad europeas internacionalizadas que se utilizan fuera de Norteamérica. Sin embargo, este cambio en las normas 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 lisos hasta que el operador los apagaba (cada uno con su propia manivela pequeña montada en el tablero). Ayudaban a la aerodinámica cuando los faros no estaban en uso y eran una de las características de diseño distintivas del Cord.
Los faros ocultos posteriores requieren uno o más servomotores y depósitos operados por vacío , con las tuberías y conexiones asociadas, o motores eléctricos , trenes de engranajes y conexiones para elevar los faros a una posición exacta para asegurar una orientación correcta a pesar del hielo, la nieve y el paso del tiempo. Algunos diseños de faros ocultos, como los del Saab Sonett III, utilizaban una conexión mecánica operada por palanca para elevar los faros a su posición.
Durante las décadas de 1960 y 1970, muchos autos deportivos notables usaron esta característica, como el Chevrolet Corvette (C3) , Ferrari Berlinetta Boxer y Lamborghini Countach, ya que permitían líneas de capó bajas pero elevaban las luces a la altura requerida, pero desde 2004 ningún modelo de automóvil moderno producido en volumen usa faros ocultos porque presentan dificultades para cumplir con las disposiciones de protección de peatones agregadas a las regulaciones internacionales de seguridad automotriz con respecto a las protuberancias en las carrocerías de los automóviles para minimizar las lesiones a los peatones golpeados por automóviles. [28]
Algunos faros ocultos no se mueven, sino que están cubiertos cuando no se utilizan por paneles diseñados para integrarse con el estilo del coche. Cuando se encienden los faros, las cubiertas se abren, normalmente hacia abajo o hacia arriba, por ejemplo en el Jaguar XJ220 de 1992. El mecanismo de la puerta puede ser accionado por potenciómetros de vacío , como en algunos vehículos Ford de finales de los años 1960 hasta principios de los años 1980, como el Mercury Cougar de 1967-1970 , o por un motor eléctrico como en varios productos Chrysler de mediados de los años 1960 hasta finales de los años 1970, como 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 baja y una luz alta, que puede producirse mediante varios pares de lámparas de haz único o mediante un par de lámparas de haz doble, o una combinación de lámparas de haz único y haz doble. Las luces altas proyectan la mayor parte de su luz hacia adelante, maximizando la distancia de visión pero produciendo demasiado deslumbramiento para un uso seguro cuando hay otros vehículos presentes en la carretera. Debido a que no hay un control especial de la luz ascendente, las luces altas también causan deslumbramiento por niebla , lluvia y 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 países con tráfico por la derecha) o hacia la izquierda (en países con tráfico por la izquierda), para proporcionar visibilidad hacia adelante sin deslumbramiento excesivo o deslumbramiento.
Los faros de luz baja (luz de cruce, luz de cruce, luz de cruce) proporcionan una distribución de luz diseñada para proporcionar iluminación frontal y lateral, con límites en la luz dirigida hacia los ojos de otros usuarios de la carretera para controlar el deslumbramiento. Este haz está diseñado para usarse siempre que haya otros vehículos por delante, ya sea que se acerquen en sentido contrario o que estén siendo adelantados.
Las normas internacionales ECE para faros de filamento [29] y para faros de descarga de alta intensidad [30] especifican un haz con un corte asimétrico y agudo que evita que se proyecten cantidades significativas de luz 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 SAE sobre haz incluida en FMVSS/CMVSS 108. [ 31]
Los faros de luz alta (luz principal, luz de carretera, luz de carretera) proporcionan una distribución de luz brillante y centrada sin un control particular de la luz dirigida hacia los ojos de otros usuarios de la carretera. Por lo tanto, solo son adecuados para su uso cuando se conduce solo, ya que el resplandor que producen deslumbrará a otros conductores.
Las regulaciones internacionales de la ECE permiten el uso de faros de luz alta de mayor intensidad que las permitidas por las regulaciones norteamericanas . [32]
La mayoría de los faros delanteros con luces bajas están diseñados específicamente para usarse en un solo lado de la carretera . Los faros delanteros para uso en países con circulación por la izquierda tienen luces bajas que se "desvían hacia la izquierda"; la luz se distribuye con un sesgo hacia abajo/izquierda para mostrar al conductor la carretera y las señales que se encuentran por delante sin deslumbrar al tráfico que viene en sentido contrario. Los faros delanteros para países con circulación por la derecha tienen luces bajas que se "desvían hacia la derecha", con la mayor parte de su luz dirigida hacia abajo/derecha.
En Europa, cuando se conduce un vehículo con faros delanteros que giran hacia la derecha en un país en el que se gira hacia la izquierda o viceversa durante un tiempo limitado (por ejemplo, durante las vacaciones o en tránsito), es un requisito legal ajustar los faros delanteros temporalmente para que la distribución del haz hacia el lado equivocado no deslumbre a los conductores que vienen en sentido contrario. Esto se puede lograr mediante métodos que incluyen la adhesión de calcomanías opacas o lentes prismáticas a una parte designada de la lente. Algunos faros delanteros tipo proyector se pueden hacer para producir un haz de luz 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 delanteros de tungsteno (prehalógenos) con código europeo fabricados en Francia por Cibié, Marchal y Ducellier se pueden ajustar para producir un haz de luz bajo hacia la izquierda o hacia la derecha mediante un portalámparas de dos posiciones.
Debido a que los faros delanteros del lado contrario 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 rendimiento de seguridad de los faros delanteros, algunos países requieren que todos los vehículos registrados o utilizados de forma permanente o semipermanente dentro del país estén equipados con faros delanteros diseñados para la dirección correcta del tráfico. [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 tal uso incorrecto es bastante peligroso e ilegal. [36] [37]
Se ha comprobado que los faros de los vehículos no pueden iluminar una distancia segura y despejada hacia adelante a velocidades superiores a 60 km/h (40 mph). [38] [39] [40] [41] [42] Puede resultar inseguro [38] y, en algunas zonas, 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 proporcionarse mediante los faros delanteros, los faros antiniebla , el funcionamiento fijo de las señales de giro delanteras o mediante luces de circulación diurna especiales. [46] Las luces de circulación diurna funcionalmente dedicadas que no involucran los faros delanteros son obligatorias 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 requieren DRL incluyen Albania, Argentina, [48] Bosnia y Herzegovina, República Checa, Colombia (no más desde agosto/2011), Islandia, Israel, Macedonia, Noruega, Moldavia, Rusia, Serbia y Uruguay. [ cita requerida ]
En el mundo se utilizan dos normas de diseño de faros y patrones de luz diferentes: la norma ECE , que está permitida o es obligatoria en prácticamente todos los países industrializados excepto Estados Unidos, y la norma SAE , que es obligatoria solo en Estados Unidos. Antes, Japón tenía normas de iluminación a medida similares a las normas estadounidenses, pero para el lado izquierdo de la carretera. Sin embargo, ahora Japón se adhiere a la norma ECE. Las diferencias entre las normas SAE y ECE para faros delanteros se encuentran principalmente en la cantidad de deslumbramiento permitido hacia otros conductores con las luces bajas (la SAE permite mucho más deslumbramiento), la cantidad mínima de luz que se debe proyectar directamente hacia la carretera (la SAE exige 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 línea de corte horizontal distintiva en la parte superior del haz. Debajo de la línea hay una línea brillante y arriba hay una línea oscura. En el lado del haz que mira en dirección contraria al tráfico que viene en sentido contrario (derecha en países con circulación por la derecha, izquierda en países con circulación por la izquierda), esta línea de corte se extiende o escalona hacia arriba para dirigir la luz hacia las señales de tráfico y los peatones. Las luces bajas SAE pueden tener o no una línea de corte, y si hay una línea de corte, puede ser de dos tipos generales diferentes: VOL , que es conceptualmente similar al haz ECE en que la línea de corte se encuentra en la parte superior del lado izquierdo del haz y apunta ligeramente por debajo de la horizontal, o VOR , que tiene la línea de corte en la parte superior del lado derecho del haz y apunta al horizonte. [49]
Los defensores de cada sistema de faros critican al otro por inadecuado e inseguro: los defensores estadounidenses del sistema SAE afirman que el corte de luz baja ECE proporciona 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] Estudios comparativos han demostrado repetidamente que existe poca o ninguna ventaja general de seguridad para los faros 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 los vehículos de motor están regulados por la Norma de seguridad de vehículos de motor 108 federal y canadiense , que incorpora las normas técnicas de la SAE . En el resto del mundo, las normas internacionalizadas de la ECE están en vigor ya sea por referencia o por incorporación en los códigos vehiculares de cada país.
Las leyes de Estados Unidos exigieron el uso de faros con luces selladas en todos los vehículos entre 1940 y 1983, y otros países como Japón, Reino Unido y Australia también hicieron un uso extensivo de luces selladas. [ ¿cuándo? ] En la mayoría de los demás países, y en Estados Unidos desde 1984, predominan los faros con bombillas reemplazables.
Los faros delanteros deben mantenerse correctamente orientados. [52] Las normas sobre orientación varían de un país a otro y de una especificación de haz a otra. En los EE. UU., los faros delanteros estándar SAE se orientan sin tener en cuenta la altura de montaje del faro. Esto proporciona a los vehículos con faros delanteros montados en altura una ventaja en la 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 delanteros ECE está vinculado a la altura de montaje de los faros delanteros, para proporcionar a todos los vehículos una distancia de visión aproximadamente igual y a todos los conductores un deslumbramiento aproximadamente igual. [53]
En general, los faros delanteros deben producir luz blanca, según las normas ECE y SAE. Actualmente, el Reglamento ECE 48 exige que los vehículos nuevos estén equipados con faros delanteros que emitan luz blanca. [9] Las diferentes tecnologías de faros delanteros producen diferentes tipos característicos de luz blanca; la especificación del blanco es bastante amplia 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).
Las regulaciones ECE anteriores también permitían la luz amarilla selectiva . Un experimento de investigación realizado en el Reino Unido en 1968 con lámparas de tungsteno (no halógenas) descubrió 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 molesto que la luz blanca. [55] Los investigadores observan que las lámparas de filamento de tungsteno emiten solo una pequeña cantidad de la luz azul bloqueada por un filtro amarillo selectivo, [54] por lo que dicha filtración solo produce 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 haluro metálico (HID), pueden, a través de la filtración, emitir una luz menos distractora visualmente 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 , los faros amarillos están permitidos [59] y las regulaciones de vehículos en Mónaco todavía requieren oficialmente luz amarilla selectiva en los faros de luz baja [60] y luz alta [61] de todos los vehículos , y en los faros antiniebla si están presentes. [62]
En Francia, una ley aprobada en noviembre de 1936 basada en el asesoramiento de la Comisión Central de Automóviles y Tráfico en General, requería que se instalaran faros amarillos selectivos. [63] La obligación de usar faros amarillos se promulgó para reducir la fatiga del conductor causada por el deslumbramiento incómodo . [64] El requisito se aplicó inicialmente a los vehículos registrados para su uso en carretera después de abril de 1937, pero se pretendía extender a todos los vehículos mediante la instalación de luces amarillas selectivas en vehículos más antiguos, a partir de principios de 1939. Las etapas posteriores de la implementación se vieron interrumpidas en septiembre de 1939 por el estallido de la guerra . [ cita requerida ]
El mandato francés de luz amarilla se basó en observaciones de la Academia Francesa de Ciencias 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 obtenía 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 de 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 a los coches matriculados en Francia dondequiera que se los viera, [68] aunque se dice que algunos conductores franceses cambiaron a faros blancos a pesar del requisito de los amarillos. [69]
El requisito fue criticado como una barrera comercial en el sector automotriz; [70] El político francés Jean-Claude Martínez lo 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 quería que los conductores de sus automóviles obtuvieran los beneficios de la iluminación adicional. [72] De manera más general, las regulaciones técnicas de vehículos específicas de cada país en Europa se consideraban 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 ningún costo adicional, Rover dijo que el costo 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 emprendió como parte de un esfuerzo hacia estándares técnicos de vehículos comunes en toda la Comunidad Europea . [67] [68] Una disposición de la Directiva 91/663 del Consejo de la UE , publicada el 10 de diciembre de 1991, especificaba que los faros delanteros debían ser de color blanco 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 los Estados miembros de la CE (posteriormente UE) no estarían autorizados a rechazar la entrada de un vehículo que cumpliera las normas de iluminación contenidas en el documento modificado [74], por lo que Francia ya no podría rechazar la entrada de un vehículo con faros delanteros de color blanco. 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; la reglamentación actual estipula que "todo vehículo de motor debe estar equipado, en la parte delantera, con dos o cuatro luces que creen hacia delante una luz amarilla o blanca selectiva que permita iluminar eficazmente la carretera de noche a una distancia, en condiciones despejadas, de 100 metros". [76]
Se coloca una fuente de luz ( filamento o arco) en el foco o cerca de él, 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 óptica de lente. [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 longitud focal para mejorar la eficiencia de la recolección y distribución de la luz. [78] 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. [79]
Los gemelos Dodge Monaco/Eagle Premier de 1987 para el mercado estadounidense y el Citroën XM europeo fueron los primeros automóviles con faros con reflectores complejos [80] con lentes ópticas facetadas. La división Guide Lamp de General Motors en Estados Unidos había experimentado con lámparas con reflectores complejos de lentes transparentes a principios de los años 1970 y había logrado resultados prometedores, [81] pero el Honda Accord de 1990 para el mercado estadounidense fue el primero con faros con reflectores múltiples de lentes transparentes; estos fueron desarrollados por Stanley en Japón. [82] [83]
La óptica para distribuir la luz en el patrón deseado se diseña en el propio reflector, 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 a medida, o puede comenzar como una parábola que represente el tamaño y la forma del paquete completo. En este último caso, se modifica toda la superficie para producir segmentos individuales de contornos complejos calculados específicamente. La forma de cada segmento se diseña de modo que su efecto acumulativo produzca el patrón de distribución de luz requerido. [77]
Los reflectores modernos suelen estar fabricados con plástico moldeado por compresión o por inyección , aunque también existen reflectores de vidrio y de metal. La superficie reflectante es de aluminio depositado por vapor, con una capa transparente para evitar que el aluminio extremadamente fino se oxide. En el diseño y la producción de faros con reflectores complejos se deben mantener tolerancias extremadamente estrictas.
La conducción nocturna es difícil y peligrosa debido al deslumbramiento de los faros de los vehículos que circulan en sentido contrario. Hace tiempo que se buscan faros que iluminen satisfactoriamente la carretera sin deslumbrar. Las primeras soluciones consistían en circuitos de atenuación de tipo resistencia, que reducían la intensidad de los faros. Esto dio paso a los reflectores inclinables y, más tarde, a las bombillas de doble filamento con luz de carretera y luz de cruce.
En un faro de dos filamentos, solo puede haber un filamento exactamente en el punto focal del reflector. Hay dos formas principales de 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 bombillas selladas de 2 filamentos y en las bombillas reemplazables de 2 filamentos de tipo 9004, 9007 y H13 , el filamento de la luz alta está en el punto focal y el filamento de la luz baja está desenfocado. Para su uso en países con circulación por la derecha, el filamento de la luz baja 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 del faro puede rotar o "sincronizar" las bombillas de filamento axial para optimizar el patrón del haz o para afectar la orientación del haz de luz baja hacia el tráfico. Esto último se logra moviendo el filamento de luz baja en una posición hacia arriba-adelante-izquierda para producir una luz baja de tráfico derecho, o en una posición hacia arriba-adelante-derecha para producir una luz baja de tráfico izquierdo.
La táctica opuesta también se ha empleado en ciertas vigas selladas de dos filamentos: se coloca el filamento de la luz baja en el punto focal para maximizar la recolección de luz por el reflector y se coloca el filamento de la luz alta ligeramente hacia atrás, hacia la derecha y hacia abajo del punto focal. El cambio direccional relativo entre las dos vigas es el mismo con cualquiera de las dos técnicas (en un país con tráfico por la derecha, la luz baja está ligeramente hacia abajo, hacia la derecha, y la luz alta está ligeramente hacia arriba, hacia la izquierda, una con respecto a la otra), pero la óptica de la lente debe coincidir con la colocación de los filamentos seleccionados.
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 luz alta está en el punto focal, mientras que el filamento de luz baja está aproximadamente 1 cm por delante del punto focal y 3 mm por encima del eje. Debajo del filamento de luz baja hay un escudo en forma de copa (llamado "escudo de Graves") que abarca un arco de 165°. Cuando se ilumina el filamento de luz baja, este escudo proyecta una sombra en la zona inferior correspondiente del reflector, bloqueando los rayos de luz descendentes que de otro modo incidirían en el reflector y se proyectarían sobre el horizonte. La bombilla se gira (o se "sincroniza") dentro del faro para colocar el escudo de Graves de manera que permita que la luz incida en una cuña de 15° de la mitad inferior del reflector. Esto se utiliza para crear la característica de barrido ascendente o escalón ascendente de las distribuciones de luz de luz baja ECE . La posición giratoria de la bombilla dentro del reflector depende del tipo de patrón de haz que se vaya a producir y de la direccionalidad del tráfico del mercado para el 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 rebautizadas como HB2 y 9003, y con tolerancias de producción ligeramente diferentes estipuladas. Estas son física y eléctricamente intercambiables con las bombillas H4. [84] Se utilizan técnicas ópticas similares, pero con diferentes ópticas de reflector o lente para crear un patrón de haz estadounidense en lugar de uno europeo.
Cada sistema tiene sus ventajas y desventajas. El sistema americano históricamente permitía una mayor cantidad total de luz dentro del haz bajo, ya que se utiliza toda la superficie del reflector y la lente, pero al mismo tiempo, el sistema americano tradicionalmente ha ofrecido mucho menos control sobre la luz ascendente que causa deslumbramiento, y por esa razón ha sido ampliamente rechazado fuera de los EE. UU. Además, el sistema americano dificulta la creación de distribuciones de luz de haz bajo y alto marcadamente diferentes. El haz alto suele ser una copia aproximada del haz bajo, desplazado ligeramente hacia arriba y hacia la izquierda. El sistema europeo tradicionalmente producía haces bajos que contenían menos luz en general, porque solo el 60% de la superficie del reflector se utiliza para crear el haz bajo. Sin embargo, el enfoque del haz bajo y el control del deslumbramiento son más fáciles de lograr. Además, el 40% inferior del reflector y la lente se reserva para la formación del haz alto, lo que facilita la optimización tanto de los haces bajos como de los altos.
La tecnología de reflectores complejos en combinación con nuevos diseños de bombillas, como la H13, permite crear patrones de luz de cruce y de carretera de tipo europeo sin el uso de un escudo de Graves, mientras que la aprobación de la bombilla H4 en EE. UU. en 1992 ha hecho que las divisiones de área óptica tradicionalmente europeas del 60 % / 40 % para luz de cruce y de carretera sean comunes en EE. UU. Por lo tanto, la diferencia en el área óptica activa y el contenido de luz total del haz ya no existe necesariamente entre los haces estadounidenses y los de la ECE. Los faros HID de doble haz que emplean tecnología de reflector se han fabricado utilizando adaptaciones de ambas técnicas.
En este sistema, un filamento se ubica en un foco de un reflector elipsoidal y tiene una lente condensadora en la parte delantera de la lámpara. Una pantalla se ubica 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 baja. La forma del borde de la pantalla y su posición exacta en el sistema óptico determinan la forma y la nitidez del corte. [77] La pantalla se puede bajar mediante un pivote accionado por solenoide para proporcionar una luz baja, y se puede quitar de la trayectoria de la luz para la luz alta. Estas ópticas se conocen como proyectores BiXenon o BiHalogen . Si la pantalla de corte se fija en la trayectoria de la luz, se requieren lámparas de luz alta separadas. La lente condensadora puede tener una lente Fresnel menor u otros tratamientos de superficie para reducir la nitidez del corte. Las lentes condensadoras modernas incorporan características ópticas diseñadas específicamente para dirigir algo de luz hacia arriba hacia las ubicaciones de las señales de tráfico retrorreflectivas .
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 polielipsoidal (proyector) para automóviles moderna fue la Super-Lite , un faro auxiliar producido en una empresa conjunta entre Chrysler Corporation y Sylvania e instalado opcionalmente en los automóviles Dodge de tamaño completo de 1969 y 1970. Utilizaba una bombilla de tungsteno-halógena de filamento transversal de 85 vatios y estaba pensada como una luz intermedia, para ampliar el alcance de las luces bajas durante el viaje en autopistas cuando las luces bajas por sí solas eran inadecuadas pero las luces altas producían un deslumbramiento excesivo. [85]
Los faros principales con 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 haz bajo con proyector 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 requerida ] El BMW Serie 7 de 1986 (E32) fue el primer automóvil de producción en serie en utilizar faros bajos polielipsoidales. [87] [88] [89] La principal desventaja de este tipo de faro es la necesidad de acomodar la profundidad física del conjunto, que puede extenderse hasta el compartimiento del motor.
La primera fuente de luz de los faros eléctricos fue el filamento de tungsteno , que funcionaba en una atmósfera de vacío o de gas inerte dentro de la bombilla o del haz sellado del faro. En comparación con las fuentes de luz de tecnología más reciente, 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 cristal de bombilla sin ennegrecer, aunque el ennegrecimiento era un problema menor en las unidades de haz sellado; su gran superficie interior minimizaba 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 del yodo", etc.) aumenta la eficacia luminosa efectiva de un filamento de tungsteno : cuando funciona a una temperatura de filamento más alta, lo que da como resultado una mayor salida de lúmenes 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 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 salida. Por el contrario, muchos diseños con sede en EE. UU. están configurados para reducir o minimizar el consumo de energía mientras mantienen la salida de luz por encima de los requisitos mínimos legales; algunas fuentes de luz de tungsteno-halógeno para faros estadounidenses producen menos luz inicial que sus contrapartes no halógenas. [90] Un ligero beneficio teórico de ahorro de combustible y un menor costo de construcción del vehículo a través de clasificaciones más bajas de cables e interruptores fueron los beneficios declarados cuando la industria estadounidense eligió por primera vez cómo implementar la tecnología de tungsteno-halógeno. La distancia de visión mejoró 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 de 75.000 cd para las luces sin halógeno, pero todavía muy por debajo del límite europeo internacional 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 siguió favoreciendo la larga vida útil de las bombillas y el bajo consumo de energía, mientras que los diseños europeos siguieron priorizando la precisión óptica y la máxima potencia. [90]
La lámpara H1 fue la primera fuente de luz de tungsteno-halógeno para faros delanteros. Fue introducida en 1962 por un consorcio de fabricantes europeos de bombillas y faros delanteros. Esta bombilla tiene un solo filamento axial que consume 55 vatios a 12,0 voltios y produce 1550 lúmenes ±15% cuando funciona a 13,2 V. La H2 (55 W a 12,0 V, 1820 lm a 13,2 V) le siguió en 1964, y la H3 de filamento transversal (55 W a 12,0 V, 1450 lm ±15%) en 1966. La H1 todavía se utiliza ampliamente en luces bajas, luces altas y luces antiniebla y de conducción auxiliares , al igual que la H3. La H2 ya no es un tipo actual, ya que requiere una interfaz intrincada del portalámparas con la lámpara, tiene una vida útil corta y es difícil de manejar. Por estas razones, la H2 fue retirada [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 la H1 y la H3 siguen vigentes y estas dos bombillas se legalizaron en los Estados Unidos en 1993. [92] Los diseños de bombillas de un solo filamento más recientes incluyen la H7 (55 W a 12,0 V, 1500 lm ±10 % a 13,2 V), la H8 (35 W a 12,0 V, 800 lm ±15 % a 13,2 V), la H9 (65 W a 12,0 V, 2100 lm ±10 % a 13,2 V) y la H11 (55 W a 12,0 V, 1350 lm ±10 % a 13,2 V). [93] Existen versiones de 24 voltios de muchos tipos de bombillas para su uso en camiones, autobuses y otros vehículos comerciales y militares.
La primera bombilla halógena de doble filamento capaz de producir luz de cruce y luz de carretera, la H4 (60/55 W a 12 V, 1650/1000 lm ±15 % a 13,2 V), [93] se lanzó en 1971 [13] y rápidamente se convirtió en la bombilla predominante para faros delanteros en todo el mundo, excepto en Estados Unidos, donde la H4 todavía no es legal para uso en automóviles. En 1989, los estadounidenses crearon su propio estándar para una bombilla llamada HB2: casi idéntica a la H4, excepto con restricciones más estrictas sobre la geometría del filamento y la variación posicional [94] [95], y el consumo de energía y la salida de luz expresados a la tensión 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. Se trata de un diseño de filamento doble transversal de 12,8 voltios que produce 700 lúmenes en luz de cruce y 1200 lúmenes en luz de carretera. La 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 Estados Unidos son la HB3 (65 W, 12,8 V), la HB4 (55 W, 12,8 V) y la 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 delanteros que cumplen los requisitos de Estados Unidos.
Un desarrollo posterior de la bombilla de tungsteno-halógeno 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 situado en el centro de la envoltura de vidrio, calentando el filamento en un grado mayor del que se puede conseguir mediante un calentamiento resistivo únicamente. El filamento sobrecalentado emite más luz sin un aumento del 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 sales metálicas que se vaporizan dentro de la cámara de 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 se pueden hacer 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. [ investigación original? ]
Las lámparas 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 arranque. El uso de argón , como se hace habitualmente en las farolas y otras aplicaciones de lámparas de halogenuros metálicos estacionarias, hace que las lámparas tarden varios minutos en alcanzar su potencia máxima.
La luz de los faros HID puede presentar un tono azulado distintivo en comparación con los faros de filamento de tungsteno.
Cuando se instala una bombilla HID en un faro halógeno, se modifica la distribución y la salida de luz. [99] En los Estados Unidos, la iluminación de vehículos que no cumple con la norma FMVSS 108 no es legal para circular por las calles. [99] Se producirá deslumbramiento y la aprobación o certificación del faro dejará de ser válida con la distribución de luz modificada, por lo que el faro ya no es legal para circular por las calles en algunas localidades. [100] En los EE. UU., 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 todas las investigaciones dieron como resultado la terminación de la venta o el retiro 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 de nivelación automática, excepto en las motocicletas. [100] Estos sistemas suelen estar ausentes en los vehículos que no están equipados originalmente con lámparas HID.
En 1992, Hella y Bosch fabricaron los primeros faros delanteros HID de luz baja 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 protector de vidrio que bloquee los rayos UV o corte de seguridad eléctrico sensible al tacto, designada D1 [ 102] , una designación que se reciclaría años después para un tipo de lámpara completamente diferente. El balasto de CA tiene aproximadamente el tamaño de un ladrillo de construcción. En 1996, el primer esfuerzo de fabricación estadounidense en faros HID fue en el Lincoln Mark VIII 1996-98 , que utiliza faros reflectores con una lámpara de encendido integral sin máscara fabricada por Sylvania y designada Tipo 9500. Este fue el único sistema que funcionó con CC , ya que la confiabilidad resultó inferior a los sistemas de CA. [ cita requerida ] El sistema Tipo 9500 no se utilizó en ningún otro modelo y se dejó de fabricar después de que Osram adquiriera Sylvania en 1997. [ cita requerida ] En la actualidad, todos los faros delanteros HID del mundo utilizan bombillas y balastos estandarizados que funcionan con CA. En 1999, se introdujeron los primeros faros delanteros HID del mundo tanto para luces de cruce como de carretera en el Mercedes-Benz Clase CL (C215) . [103] [104]
Las bombillas de los faros delanteros HID no funcionan con corriente continua 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 que llega a la bombilla. El funcionamiento del balasto y del encendido se lleva a cabo en tres etapas:
El mando suele estar cerca del volante y en el salpicadero se muestra un indicador específico.
Los faros HID producen entre 2.800 y 3.500 lúmenes a partir de entre 35 y 38 vatios de potencia eléctrica, mientras que las bombillas de filamento halógeno producen entre 700 y 2.100 lúmenes a partir de 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 la protección exterior. El arco dentro de una bombilla de faro HID genera una cantidad considerable de luz ultravioleta (UV) de onda corta, pero ninguna de ella escapa de la bombilla, ya que alrededor del tubo de arco de la bombilla se incorpora una protección 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 su uso en ópticas de faros de 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 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 instalados en fábrica para automóviles es de entre 4200 K, mientras que las lámparas de tungsteno-halógeno son de entre 3000 K y 3550 K. La distribución de potencia espectral (SPD) de un faro HID para automóviles 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 HID (98) es mucho más cercano que el de los faros HID (~75) a la luz solar estandarizada (100). Los estudios no han demostrado ningún efecto significativo sobre la seguridad de este grado de variación del CRI en los faros. [107] [108] [109] [110]
Las lámparas HID para automóviles ofrecen alrededor de 3000 lúmenes y 90 Mcd /m2 frente a los 1400 lúmenes y 30 Mcd/m2 [ disputado – discutir ] que ofrecen las lámparas halógenas. En una óptica de faro diseñada para su uso 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, los buenos faros HID contribuyen a la seguridad de 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 en relación con 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 a partir de aproximadamente 70 vatios a 13,2 voltios. Una bombilla HID D2S produce 3200 lúmenes a partir de aproximadamente 42 vatios durante un funcionamiento estable. [93] El menor consumo de energía significa un menor consumo de combustible, con el resultado de una menor emisión de CO2 por vehículo equipado con iluminación HID (1,3 g/km suponiendo que el 30% del tiempo de funcionamiento del motor es con las luces encendidas).
La vida útil promedio de una bombilla HID es de 2000 horas, en comparación con entre 450 y 1000 horas para una lámpara halógena. [113]
Los vehículos equipados con faros delanteros HID (excepto las motocicletas) también deben estar equipados con sistemas de limpieza de lentes de faros delanteros y control automático de nivelación del haz de luz, según lo exige la reglamentación ECE R48 . Ambas medidas tienen como objetivo reducir la tendencia de los faros delanteros de alto rendimiento a causar altos niveles de deslumbramiento a otros usuarios de la carretera. En América del Norte, la regla ECE R48 no se aplica y, si bien los limpiadores de lentes y los niveladores de haz de luz están permitidos, no son obligatorios; [114] Los faros delanteros HID son notablemente menos frecuentes en los EE. UU., donde han generado importantes quejas por deslumbramiento. [92] Un estudio científico del deslumbramiento de los faros delanteros ha demostrado que, para cualquier nivel de intensidad dado, la luz de los faros delanteros HID es un 40 % más deslumbrante que la luz de los faros delanteros de tungsteno-halógeno. [115]
Los tipos de bombillas para faros delanteros HID 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 fabrican desde 2004 no contienen mercurio, [116] [117] pero no son compatibles eléctrica o físicamente con los faros delanteros 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 superar el ahorro en 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 comparación con las bombillas halógenas.
Audi presentó 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) han estado en desarrollo 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 de fábrica las primeras luces bajas LED de producción en serie en el Lexus LS 600h / LS 600h L. Las luces altas y las luces de giro utilizaban bombillas de filamento. El faro delantero fue suministrado por Koito Industries Ltd.
En 2007 se introdujeron en el deportivo Audi R8 V10 (excepto en Norteamérica) los primeros faros con todas las funciones proporcionadas por LED, suministrados por AL-Automotive Lighting . [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 alta adaptativa y lo que Mercedes llamó el "Sistema de iluminación inteligente" .
En 2013 Audi introdujo en el A8 renovado los primeros faros adaptativos LED Matrix LED con control digital y sin deslumbramiento , con 25 segmentos LED individuales. [127] El sistema atenúa la luz que iluminaría directamente a los vehículos que circulan en sentido contrario y a los que circulan por delante, pero sigue iluminando con toda su intensidad las zonas situadas entre ellos y a los lados. Esto funciona porque las luces altas LED están divididas en numerosos diodos emisores de luz individuales. Los LED de las luces altas de ambos faros están dispuestos en una 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. Utilizando los datos predictivos de la ruta 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 renovada Clase CLS , denominada Multibeam LED, con 24 segmentos individuales. [128]
A partir de 2010, los faros LED como los disponibles en el Toyota Prius proporcionaban una salida entre los faros halógenos y los faros HID, [129] con un consumo de energía del sistema ligeramente inferior al 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 quizás 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 daban un rendimiento superior al de 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 lo hacen. Algunos faros LED trasladan el calor desde el disipador de calor en la parte posterior de los LED a la cara interna de la lente frontal para calentarla, [ cita requerida ] 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 desarrolladas 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 automóvil de producción en venderse con una luz de carretera auxiliar basada en esta tecnología. [135] El Audi R8 LMX de producción limitada utiliza láseres para su función de luz de carretera, proporcionando 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. [136]
Los sistemas automáticos para activar los faros delanteros han estado disponibles desde mediados de la década de 1950, originalmente solo en modelos estadounidenses de lujo como Twilight Sentinel de Cadillac , Lincoln e Imperial. [137] Las implementaciones básicas encienden los faros delanteros al anochecer y los apagan al amanecer. Las implementaciones modernas utilizan sensores para detectar la cantidad de luz exterior. La UN R48 ha ordenado la instalación de faros delanteros automáticos desde el 30 de julio de 2016. Con una luz de circulación diurna equipada y en funcionamiento, la luz de cruce debería encenderse automáticamente si el automóvil circula en condiciones ambientales de menos de 1000 lux, como en un túnel y en entornos 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, se podría resolver el defecto de seguridad inherente y garantizar el beneficio de seguridad.
The 1948 Citroën 2CV was launched in France with a manual headlamp leveling system, controlled by the driver with a knob through a mechanical rod linkage. This allowed the driver to adjust the vertical aim of the headlamps to compensate for the passenger and cargo load in the vehicle. In 1954, Cibié introduced an automatic headlamp leveling system linked to the vehicle's suspension system to keep the headlamps correctly aimed regardless of vehicle load, without driver intervention. The first vehicle to be so equipped was the Panhard Dyna Z. Beginning in the 1970s, Germany and some other European countries began requiring remote-control headlamp leveling systems that permit the driver to lower the lamps' aim by means of a dashboard control lever or knob if the rear of the vehicle is weighted down with passengers or cargo, which would tend to raise the lamps' aim angle and create glare. Such systems typically use stepper motors at the headlamp and a rotary switch on the dash marked "0", "1", "2", "3" for different beam heights, "0" being the "normal" (and highest) position for when the car is lightly loaded.
Internationalized ECE Regulation 48, in force in most of the world outside North America, currently specifies a limited range within which the vertical aim of the headlamps must be maintained under various vehicle load conditions; if the vehicle isn't equipped with an adaptive suspension sufficient to keep the headlamps aimed correctly regardless of load, a headlamp leveling system is required.[9] The regulation stipulates a more stringent version of this anti-glare measure if the vehicle has headlamps with low beam light source(s) that produce more than 2,000 lumens – xenon bulbs and certain high-power halogens, for example. Such vehicles must be equipped with headlamp self-leveling systems that sense the vehicle's degree of squat due to cargo load and road inclination, and automatically adjust the headlamps' vertical aim to keep the beam correctly oriented without any action required by the driver.[9]
Leveling systems are not required by the North American regulations. A 2007 study, however, suggests automatic levelers on all headlamps, not just those with high-power light sources, would give drivers substantial safety benefits of better seeing and less glare.[138]
These provide improved lighting for cornering. Some automobiles have their headlamps connected to the steering mechanism so the lights will follow the movement of the front wheels. Czechoslovak Tatra was an early implementer of such a technique, producing in the 1930s a vehicle with a central directional headlamp. The American 1948 Tucker Sedan was likewise equipped with a third central headlamp connected mechanically to the steering system.
The 1967 French Citroën DS and 1970 Citroën SM were equipped[139] with an elaborate dynamic headlamp positioning system that adjusted the inboard headlamps' horizontal and vertical position in response to inputs from the vehicle's steering and suspension systems.
At that time US regulations required this system to be removed from those models sold in the U.S.[140][failed verification]
The D series cars equipped with the system used cables connecting the long-range headlamps to a lever on the steering relay while the inner long-range headlamps on the SM used a sealed hydraulic system using a glycerin-based fluid instead of mechanical cables.[citation needed] Both these systems were of the same design as their respective cars' headlamp leveling systems. The cables of the D system tended to rust in the cable sheaths while the SM system gradually leaked fluid, causing the long-range lamps to turn inward, looking "cross-eyed." A manual adjustment was provided but once it was to the end of its travel the system required refilling with fluid or replacement of the tubes and dashpots.[citation needed]
Citroën SM non-US market vehicles were equipped with heating of the headlamp cover glasses, this heat supplied by ducts carrying warm air from the radiator exhaust to the space between the headlamp lenses and the cover glasses.[citation needed] This provided demisting/defogging of the entire interior of the cover glasses, keeping the glass clear of mist/fog over the entire surface. The glasses have thin stripes on their surfaces that are heated by the headlight beams; however, the ducted warm air provides demisting when the headlamps are not turned on. The glasses' stripes on both D and SM cars appear similar to rear windshield glass electric defogger heating strips, but they are passive, not electrified.[citation needed]
Beginning in the 2000s, there was a resurgence in interest in the idea of moving or optimizing the headlight beam in response not only to vehicular steering and suspension dynamics, but also to ambient weather and visibility conditions, vehicle speed, and road curvature and contour. A task force under the EUREKA organization, composed primarily of European automakers, lighting companies and regulators began working to develop design and performance specifications for what is known as Adaptive Front-Lighting Systems, commonly AFS.[141]Manufacturers such as BMW, Toyota,[142] Škoda,[143] and Vauxhall/Opel[144] have released vehicles equipped with AFS since 2003.
Rather than the mechanical linkages employed in earlier directional-headlamp systems, AFS relies on electronic sensors, transducers, and actuators. Other AFS techniques include special auxiliary optical systems within a vehicle's headlamp housings. These auxiliary systems may be switched on and off as the vehicle and operating conditions call for light or darkness at the angles covered by the beam the auxiliary optics produce. A typical system measures steering angle and vehicle speed to swivel the headlamps.[145] The most advanced AFS systems use GPS signals to anticipate changes in road curvature, rather than simply reacting to them.
Even when conditions would warrant the use of high-beam headlamps, drivers often do not use them.[146] There have long been efforts, particularly in America, to devise an effective automatic beam selection system to relieve the driver of the need to select and activate the correct beam as traffic, weather, and road conditions change. General Motors introduced the first automatic headlight dimmer called the "Autronic Eye" in 1952 on their Cadillac, Buick, and Oldsmobile models; the feature was offered in other GM vehicles starting in 1953.[147][148] The system's phototube and associated circuitry were housed in a gunsight-like tube atop the dashboard. An amplifier module was located in the engine compartment that controlled the headlight relay using signals from the dashboard-mounted tube unit.
This pioneering setup gave way in 1958 to a system called "GuideMatic" in reference to GM's Guide lighting division. The GuideMatic had a more compact dashtop housing and a control knob that allowed the driver to adjust the system's sensitivity threshold to determine when the headlamps would be dipped from high to low beam in response to an oncoming vehicle. By the early 1970s, this option was withdrawn from all GM models except Cadillac, on which GuideMatic was available through 1988. The photosensor for this system used an amber lens, and the adoption of retro-reflective yellow road signs, such as for oncoming curves, caused them to dim prematurely - possibly leading to their discontinuation.[citation needed]
Ford- and Chrysler-built vehicles were also available with the GM-made dimmers from the 1950s through the 1980s.[citation needed] A system called "AutoDim" was offered on several Lincoln models starting in the mid-1950s, and eventually the Ford Thunderbird and some Mercury models[vague] offered it as well.[citation needed] Premium Chrysler and Imperial models offered a system called Automatic Beam Control throughout the 1960s and early 1970s.[citation needed]
Though the systems based on photoresistors evolved, growing more compact and moving from the dashboard to a less conspicuous location behind the radiator grill, they were still unable to reliably discern headlamps from non-vehicular light sources such as streetlights. They also did not dip to low beam when the driver approached a vehicle from behind, and they would spuriously dip to low beam in response to road sign reflections of the vehicle's own high beam headlamps. American inventor Jacob Rabinow devised and refined a scanning automatic dimmer system impervious to streetlights and reflections,[149] but no automaker purchased the rights, and the problematic photoresistor type remained on the market through the late 1980s.[150]
In 1956, the inventor Even P. Bone developed a system where a vane in front of each headlight moved automatically and caused a shadow in front of the approaching vehicle, allowing for high beam use without glare for the approaching driver. The system, called "Bone-Midland Lamps," was never taken up by any car manufacturer.[151]
Present systems based on imaging CMOS cameras can detect and respond appropriately to leading and oncoming vehicles while disregarding streetlights, road signs, and other spurious signals. Camera-based beam selection was first released in 2005 on the Jeep Grand Cherokee and has since then been incorporated into comprehensive driver assistance systems by automakers worldwide. The headlights will dim when a bright reflection bounces off of a street sign.
Intelligent Light System is a headlamp beam control system introduced in 2006 on the Mercedes-Benz E-Class (W211)[152] which offers five different bi-xenon light functions,[153] each of which is suited to typical driving or weather conditions:
Adaptive Highbeam Assist is Mercedes-Benz' marketing name for a headlight control strategy that continuously automatically tailors the headlamp range so the beam just reaches other vehicles ahead, thus always ensuring maximum possible seeing range without glaring other road users.[154] It was first launched in the Mercedes E-class in 2009.[153] It provides a continuous range of beam reach from a low-aimed low beam to a high-aimed high beam, rather than the traditional binary choice between low and high beams.
The range of the beam can vary between 65 and 300 meters, depending on traffic conditions. In traffic, the low beam cutoff position is adjusted vertically to maximise seeing range while keeping glare out of leading and oncoming drivers' eyes. When no traffic is close enough for glare to be a problem, the system provides full high beam. Headlamps are adjusted every 40 milliseconds by a camera on the inside of the front windscreen which can determine distance to other vehicles.[155] The S-Class, CLS-Class and C-Class also offer this technology. In the CLS, the adaptive high beam is realised with LED headlamps - the first vehicle producing all adaptive light functions with LEDs.
This technology is also known as Adaptive Driving Beams (ADB).[156] Since 2010 some Audi models with Xenon headlamps are offering a similar system: adaptive light with variable headlight range control.[157] In Japan, the Toyota Crown, Toyota Crown Majesta, Nissan Fuga and Nissan Cima offer the technology on top level models.
Until February 2022, this technology had been illegal in the US, as FMVSS 108 specifically stated that headlamps must have dedicated high and low beams to be deemed road-legal. An infrastructure bill enacted in November 2021 included language that directs the National Highway Traffic Safety Administration to amend FMVSS 108 to allow the use of this technology, and set a two-year deadline for implementing this change.[158][159] In February 2022, the NHTSA amended FMVSS 108 allowing adaptive headlights for use in the US.[160] However, the new regulations are quite different from the ones in effect in Europe and Asia and prevent car manufacturers from easily adapting their systems to the US market.[156]
A glare-free high beam is a camera-driven dynamic lighting control strategy that selectively shades spots and slices out of the high beam pattern to protect other road users from glare, while continuously providing the driver with maximum seeing range.[161] The area surrounding other road users is constantly illuminated at high beam intensity, but without the glare that would typically result from using uncontrolled high beams in traffic.[162] This constantly changing beam pattern requires complex sensors, microprocessors, and actuators because the vehicles which must be shadowed out of the beam are constantly moving. The dynamic shadowing can be achieved with movable shadow masks shifted within the light path inside the headlamp. Or, the effect can be achieved by selectively darkening addressable LED emitters or reflector/mirror elements, a technique known as pixel light.[163]
The first mechanically controlled (non-LED), glare-free high beam was Volkswagen's "Dynamic Light Assist" package,[164] which was introduced in 2010 on the Volkswagen Touareg,[165] Phaeton,[166] and Passat. In 2012, the facelifted Lexus LS (XF40) introduced an identical bi-xenon system: "Adaptive High-beam System".
The first mechanically controlled LED glare-free headlamps were introduced in 2012 on BMW 7 Series: "Selective Beam" (anti-dazzle high-beam assistant). In 2013 Mercedes-Benz introduced the same LED system: "Adaptive Highbeam Assist Plus".
The first digitally controlled LED glare-free headlamps were introduced in 2013 on Audi A8. See LED section.
Headlamp systems require periodic maintenance. Sealed beam headlamps are modular; when the filament burns out, the entire sealed beam is replaced. Most vehicles in North America made since the late 1980s use headlamp lens-reflector assemblies that are considered a part of the car, and just the bulb is replaced when it fails. Manufacturers vary the means by which the bulb is accessed and replaced. Headlamp aim must be properly checked and adjusted frequently, for misaimed lamps are dangerous and ineffective.[53]
Over time, the headlamp lens can deteriorate. It can become pitted due to abrasion of road sand and pebbles and can crack, admitting water into the headlamp. "Plastic" (polycarbonate) lenses can become cloudy and discoloured. This is due to oxidation of the painted-on lens hardcoat by ultraviolet light from the sun and the headlamp bulbs. If it is minor, it can be polished out using a reputable brand of a car polish that is intended for restoring the shine to chalked paint. In more advanced stages, the deterioration extends through the actual plastic material, rendering the headlamp useless and necessitating complete replacement. Sanding or aggressively polishing the lenses, or plastic headlight restoration, can buy some time, but doing so removes the protective coating from the lens, which when so stripped will deteriorate faster and more severely. Kits for a quality repair are available that allow the lens to be polished with progressively finer abrasives, and then be sprayed with an aerosol of ultra violet resistant clear coating.
The reflector, made out of vaporized aluminum deposited in an extremely thin layer on a metal, glass, or plastic substrate, can become dirty, oxidised, or burnt, and lose its specularity. This can happen if water enters the headlamp, if bulbs of higher than specified wattage are installed, or simply with age and use. Reflectors thus degraded, if they cannot be cleaned, must be replaced.
Dirt buildup on headlamp lenses increases glare to other road users, even at levels too low to reduce seeing performance significantly for the driver.[citation needed] Therefore, headlamp lens cleaners are required by UN Regulation 48 on vehicles equipped with low-beam headlamps using light sources that have a reference luminous flux of 2,000 lumens or more.[9] This includes all HID headlamps and some high-power halogen units. Some cars have lens cleaners fitted even where the regulations do not require them. North America, for example, does not use UN regulations, and FMVSS 108 does not require lens cleaners on any headlamps, though they are permitted.
Lens cleaning systems come in two main varieties: a small motor-driven rubber wiper or brush conceptually similar to windshield wipers, or a fixed or telescopic high-pressure sprayer which cleans the lenses with a spray of windshield washer fluid. Most recent lens cleaning systems are of the spray type because UN regulations do not permit mechanical cleaning systems (wipers) to be used with plastic-lens headlamps,[9] and most recent headlamps have plastic lenses. Some cars with retractable headlamps, such as the original Mazda MX-5, have a squeegee at the front of the lamp recess which automatically wipes the lenses as they are raised or lowered, although it does not provide washer fluid.[citation needed]
Headlamp covers are aftermarket modifications made from a variety of materials (e.g., metal, polycarbonate, ABS plastic or self-adhesive vinyl film) which are applied over the headlamps of a car in order to reduce the percentage of light transmitted, to tint the color of the light transmitted, and/or to protect the lenses from stone chips, bug splatters, and minor abrasions.[167]
During World War II, civil and military authorities often enforced brownouts and blackouts, restricting the use of lights on passenger vehicles in order to hinder detection by aerial reconnaissance and bombers. Blackouts (turning off lights) and brownouts (limiting light emissions by way of hoods and masks) were enforced in cities and coastal areas as protection against the night-time aerial attacks in both Axis and Allied countries. One of the first civilian examples of headlight covers was produced in NSW, Australia by the Read family dairy.[168]
The use of headlight covers and the modification of light produced by vehicles continued in both the military's development of special blackout head and tail light technologies and in the civilian sector as well. In addition to headlight covers' use in light reduction, they have also been employed to protect headlamps from damage in both civilian and combat environments.
There is no statute which governs the use of headlight covers throughout the United States. Most localities and municipalities will have laws which regulate the use of headlight covers and or tint and will specify the percentage of light that must pass through and/or the minimum distance from which a vehicle's headlights must be visible.[169]
[...] as the first automobile close [...] followed the carriage in design and construction, so the first lamp that was used on the automobile was the carriage lamp. These carriage lamps were found to be unsuitable for the fast-moving auto.
AAA's test results suggest that halogen headlights, found in over 80 percent of vehicles on the road today, may fail to safely illuminate unlit roadways at speeds as low as 40 mph. ...high-beam settings on halogen headlights...may only provide enough light to safely stop at speeds of up to 48 mph, leaving drivers vulnerable at highway speeds...Additional testing found that while the advanced headlight technology found in HID and LED headlights illuminated dark roadways 25 percent further than their halogen counterparts, they still may fail to fully illuminate roadways at speeds greater than 45 mph. High-beam settings on these advanced headlights offered significant improvement over low-beam settings, lighting distances of up to 500 feet (equal to 55 mph). Despite the increase, even the most advanced headlights fall 60 percent short of the sight distance that the full light of day provides.
The passenger vehicle occupant fatality rate at nighttime is about three times higher than the daytime rate. ...The data shows a higher percentage of passenger vehicle occupants killed in speeding-related crashes at nighttime.
The assured clear distance ahead (ACDA) rule holds the operator of a motor vehicle responsible to avoid collision with any obstacle that might appear in the vehicle's path. Although widely considered a fundamental responsibility of safe driving, the ACDA rule is routinely violated by most drivers under nighttime conditions.
It is negligence as a matter of law to drive a motor vehicle at such a rate of speed that it cannot be stopped in time to avoid an obstruction discernible within the driver's length of vision ahead of him. This rule is known generally as the 'assured clear distance ahead' rule * * * In application, the rule constantly changes as the motorist proceeds, and is measured at any moment by the distance between the motorist's vehicle and the limit of his vision ahead, or by the distance between the vehicle and any intermediate discernible static or forward-moving object in the street or highway ahead constituting an obstruction in his path. Such rule requires a motorist in the exercise of due care at all times to see, or to know from having seen, that the road is clear or apparently clear and safe for travel, a sufficient distance ahead to make it apparently safe to advance at the speed employed.
{{cite web}}: |last1= has generic name (help)The 2008 Cadillac Escalade Platinum has earned the distinction of being the first production vehicle in the world with all - LED forward lighting
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