Американские нормы для фар

США опередили другие страны по темпам развития массового производства и эксплуатации автомобилей, поэтому работы по нормированию автомобильного освещения начались раньше и нормы разработаны подробнее. Географическое положение и территориальная изолированность США от континентальной Европы обусловили самостоятельную линию развития принципов нормирования автомобильного освещения и сигнализации.

Стандартизацией в области автомобильного транспорта с начала XX в. в США занимается Американское общество автомобильных инженеров SAE (Society of Automotive Engineering). Разработанные этим добровольным обществом документы не являются национальными стандартами. Правом устанавливать законы располагают правительства штатов, и поэтому обязательными к применению становятся те стандарты SAE, которые узакониваются соответствующими штатами. Самые важные требования утверждаются федеральным правительством в виде федеральных стандартов, обязательных для всей страны.
Несмотря па частный характер SAE как организации промышленников-автомобилестроителей это общество проводит огромную и квалифицированную работу по созданию стандартов автомобильной промышленности и соответствие автомобилей и их оборудования нормам стандартов SAE рассматривается как гарантия их высокого качества.

Первоначальные нормы для автомобильных фар были выработаны в США Ассоциацией инженеров светотехников (Illuminating Engineering Society) IES и параллельно SAE. Они предусматривали односветные (однорежимные) фары с одним неизменяемым светораспределением и являлись попыткой компромисса между требованиями освещать дорогу и не слепить встречных. Эти нормы, введенные в 1918 г., основывались на принципе нормирования силы света от двух фар автомобиля в контрольных точках экрана, расположенного на расстоянии 30,5 м (100 фут) перед ним (см. рис. 1-7). Расстояния этих контрольных точек от центра, являющегося следом линии пересечения горизонтальной плоскости, проходящей через центр фар, и средней вертикальной продольной плоскости автомобиля, измеряются в угловой мере; углы, отсчитываемые вниз и налево от центра, считаются отрицательными, вверх и направо — положительными. Этот метод SAE удобнее для экспериментальной проверки, так как фотометр, измеряющий силу света, располагается неподвижно в точке А, а комплект из двух фар устанавливается на поворотном приспособлении, позволяющем отсчитывать углы поворота. На рис. 1-7 цифры без скобок соответствуют нормам IES, цифры в скобках — нормам SAE.

Нормы IES занижены, так как исходили из необходимости безусловно исключить слепимость для встречных лиц, но при этом освещение пути было неудовлетворительным даже для скорости 50 км/ч. Нормы SAE в большей мере учитывают потребности водителей автомобиля в хорошем освещении пути на достаточное расстояние. Точка D (+1°, —4°) приблизительно соответствует положению глаз водителя встречного автомобиля и для нее установлена сила света не более 800 кд.

В дальнейшем стандартизация норм на автомобильные световые приборы перешла целиком к SAE, который создал в своем составе специальный светотехнический комитет с привлечением в него и светотехников — членов IES. Светотехнический комитет SAE, так же как и другие его комитеты, разрабатывает стандарты, рекомендации и информационные доклады, охватывающие не только светотехнические, конструктивные и эксплуатационные требования к отдельным осветительным и светосигнальным приборам, но и требования к их установке на средствах транспорта, а также правила применения и эксплуатации. Разрабатываются также методы проведения контроля осветительных и светосигнальных приборов на соответствие предъявляемым к ним требованиям, и аппаратура для осуществления этого контроля.

Рис. 2-3. Американские нормы SAE дальнего и ближнего света (1930 г.). Измеряется сила света двух фар по заданным направлениям. В точке О (центр) даны минимальные значения силы света фар, имеющих лампы разной силы света — 21 и 32 кд.

Рост автомобильного движения в США и увеличение скоростей, а также совершенствование подвески и более низкая посадка водителей обострили принципиальные недостатки односветных (однорежимных) фар, а появление в 1924—1925 гг. двухнитевых ламп привело к всеобщему распространению новой системы двухсветных (двухрежимных) фар, переключающихся при встречном разъезде с дальнего света на ближний. В 1930 г. SAE выпустило нормы для этих фар (рис. 2-3).
Нормы дальнего света (рис. 2-3,а) подобны предыдущим нормам для односветных фар, и максимальная сила света ограничивается значением 50 ООО кд, причем эта точка максимальной силы света должна находиться ниже центра не более чем на 2°.
Сохранена норма 800 кд (max) в точке на 1° выше и 4° левее центра, чтобы не слепить встречных и на дальнем свете. Это объясняется тем, что эти нормы дальнего света применялись также и к односветным фарам, не имевшим переключения на ближний свет. Однако такое компромиссное построение норм дальнего света не обеспечивало удовлетворительного освещения дорожного полотна.

Нормы ближнего света (рис, 2-3,6) характеризуются тем, что в зоне возможной слепимости, т. е. на горизонтальных линиях, проходящих на 1° выше и ниже центра, сила света ограничивается допустимым значением только в левой половине экрана; в правой половине сила света вообще не нормируется. В точке ниже центра на 3° и линиях, проходящих на 4, 5 и 6°, также ниже центра нормируется, наоборот, минимальная сила света.
Дальнейшие работы по совершенствованию освещения пути перед автомобилем привели к разработке в США асимметричной системы фар, имеющих три светораспределения: дальний свет, асимметричный свет встречного разъезда (встречный свет — meeting beam) и симметричный ближний свет для движения в городах

Рис. 2-4. Американские нормы SAE для фар асимметричной системы (1933 г.). Измеряется сила света двух фар под заданными углами.

В связи с этим в 1933 г. SAE были разработаны нормы и для фар этой асимметричной системы (рис. 2-4).
В этих нормах уже учитывается, что дальний свет, рассчитанный на хорошее освещение пути при современных высоких скоростях автомобильного движения, не может не слёпить водителей встречного транспорта и поэтому на дальнем свете не ставится никаких ограничений силы света. Устанавливается лишь минимальная сила света, рассчитанная на получение вертикальной освещенности дорожного полотна на расстоянии 50 м перед автомобилем, не менее 3 лк (рис. 2-4,а).

Рис. 2-5. Американские нормы SAE дальнего и встречного света фар (1937 г.). Нормируется сила света двух фар под заданными углами.

В нормах для света встречного разъезда (рис. 2-4,6) сила света в зоне ослепления (+1° вверх и в пределах 1—4° слева) несколько повышена — до 1000 кд. В остальных точках (до —2°, т. е. ниже центра) сила света ограничивается. Для ближнего света (рис. 2-4,в) эти нормы распространены и на правую половину экрана.
Для точек, лежащих ниже центра на 4, 5 и 6°, и на ширине 12° вправо и влево, установлена как для встречного, так и для ближнего света минимальная норма 1000 кд с целью обеспечить достаточное освещение близких участков дорожного полотна и обочины.

Нормы 1933 г. уже близки к современным требованиям и обеспечивают уверенное движение автотранспорта ночью. В 1937 г. они были пересмотрены и уточнены в соответствии с развитием конструкции и характеристик фар. По дальнему свету (рис. 2-5,а) эти нормы характеризуют еще более концентрированный световой пучок и требуют на горизонтали Я, на Г вправо и влево от центра, силы света не менее 25 000 кд. В то же время максимальная сила света ограничивается значением =75 000 кд.
Встречный свет нормируется только на левой стороне, и сила света в точках, близких к центру, несколько повышена. Область ниже 3е вниз не нормируется. Изменено также обозначение контрольных точек. Пересечение с экраном горизонтальной плоскости, проходящей через центры фар, обозначается линией Н; пересечение с экраном вертикальной плоскости симметрии — линией V. Точки, лежащие правее или левее линии V на 1, 3, 6° и т. д., обозначаются соответственно 1R, 3R, 6R или 1L, 3L, 6L\ точки, лежащие выше или ниже линии Н — соответственно 1U, 2U или ID, 2D и т. д.

Эти последние нормы сохранились без изменений до 1946 г., а позже продолжали применяться для фар прежней конструкции. Появление цельностеклянных оптических элементов (ламп-фар) вызвало необходимость создания для них в 1941 г. отдельных норм, которые сохранились с небольшими изменениями до настоящего времени.

Американские нормы ближнего и встречного света допускают по сравнению с европейскими несколько большую силу .света в слепящей зоне, т. е. в точке на 4° левее центра и выше горизонтальной плоскости, проходящей через центры фар, а именно 1000—2000 кд, тогда как европейские нормы этого же периода допускают не более 1150—1250 кд (от двух фар). Однако американские нормы требуют минимальной силы света для лучей, падающих на дорогу на расстоянии 25 м перед автомобилем, не менее 7000 кд, тогда как европейские нормы устанавливают минимальную силу света для этих же лучей всего лишь 560—2500 кд. Таким образом, при применении фар американской системы глаз водителя встречного транспорта адаптирован на большую яркость дорожного полотна и, следовательно, может, не ослепляясь, перенести более высокую силу света попадающих в него лучей.