تکنولوژی لیزر، LED، زنون و هالوژن در چراغ‌های جلو خودرو

[بهداد]

تکنولوژی لیزر، LED، زنون و هالوژن در چراغ‌های جلو خودرو
یک خودرو از صدها بخش و قطعه مختلف تشکیل شده که هر یک به صورت مشخصی از اهمیت خاصی در کل مجموعه واحد اتومبیل برخوردار است. در این میان برخی از بخشها به دلیل اینکه بیشترین توجه را در ظاهر خودرو به سمت خود جلب می کنند بیش از سایر بخش ها برای طراحان و مهندسان مهم هستند. چراغ های جل و و عقب خودرو یکی از این قطعات به حساب می آیند که تا چند سال پیش به عنوان یک بخش عادی با آن برخورد میشده است. در سالهای اخیر با رشد تکنولوژی توجه به افزایش روشنایی وسایل نقلیه و درنتیجه بهبود ایمنی، به مقوله ای مهم برای سازندگان خودرو تبدیل شده تا در کنار این مهم بتوانند دست طراحان خود را نیز در شکل دهی متفاوت به چراغ ها آزاد بگذارند. چهار منبع اصلی در خودروها برای روشنایی چراغ های جلو مورد استفاده قرار می گیرند که از قدیمی ترین آنها یعنی لامپ های هالوژنی تا فوق مدرنترین آنها یعنی سیستم های لیزری را شامل میشوند.

هالوژن
طرز کار این لامپها بسیار شبیه به لامپهای معمولی است که در خانه ها مورد استفاده قرار می گیرند. در اوایل استفاده از لامپ های تنگستنی، روشنایی محدود و غیر قابل اطمینان بودن آنها چالش بزرگی برای خودروها به حساب می آمد، اما از اواسط دهه 60 میلادی در داخل حباب های این لامپها از گاز هالوژن استفاده شد تا عملکرد و همچنین طول عمر آنها برای استفاده در خودروها افزایش یابد. این لامپ ها همان طور که مشخص است با بازتابش نور از طریق عدسی ها و کاسه های صیقلی شدت تابش را چندین برابر می کنند که در انواع و شکل های مختلفی از آنها را می توان درخودروهای امروزی نیز مشاهده کرد.

تخلیه با شدت بالا (HID) یا زنون
در لامپهای HID که معمولا در خودروهای اسپرت و مدل های گرانقیمت تر مانند لکسوس IS، هیوندای جنسیس و... استفاده میشوند، ترکیبی از فلزات و گازهای درون لامپ به شدت داغ میشوند که منجر به تولید نور سفید بسیار درخشانی میشود. به طور معمول لامپ های زنون دو تا سه برابر روشنایی بیشتری در مقایسه با نمونه های هالوژنی تولید می کنند و نقطه ضعف عمده آنها نیز دقیقا همین درخشندگی بیش از حد است که گاه برای رانندگان رو به رویی آزاردهنده خواهد بود. به همین دلیل در برخی از کشورها، خودروهایی که مجهز به چراغ های زنون هستند باید دارای دو سیستم تنظیم خودکار و سازوکار تمیز کردن سطح چراغ های جلو باشند. سیستم اول به گونه ای کار میکند که همیشه در رویارویی با خودروهای پیش رو، پرتاب نور لامپ ها را به سطح زمین حفظ می کند و سیستم دوم نیز با تمیز نگه داشتن سطح چراغ ها مانع شکست یا پراکنده شدن نور به چشم رانندگان روبه رویی میشود. در عین حال بر خلاف تصور معمول که این لامپها دارای مصرف بیشتر انرژی هستند، لامپ های HID در عمل اقتصادی تر هستند و با مصرف متوسط 35 وات، تا بیش از دو هزار ساعت می توانند به راحتی کار کنند.

LED
دیودهای نورانی یا همان LEDها در ابتدا به عنوان چراغ های چشمک زن در راهنمای خودروها مورد پیش به سوی تاریکی استفاده قرار گرفتند و بعدها در چراغ های عقب همه گیرتر شدند. در حال حاضر سهم عمده روشنایی قطعات الکترونیکی، موبایل ها، لوازم خانگی، تلویزیون ها، نورپردازی داخل اتاق و حتی چراغ های جلوی برخی از خودروها به وسیله این دیودها انجام می گیرد.

طراحان و تولیدکنندگان خودروها، توجه بسیار زیادی به LEDها دارند، چرا که در کنار صرفه بسیار بالای اقتصادی به دلیل کوچک بودن قابلیت شکل دهی بسیار بالایی را برای چراغ ها فراهم می کنند. میزان روشنایی لامپ های LED در حال حاضر اندکی کمتر از لامپ های زنون است، ولی برتری آنها به دیگر لامپ های حبابی در واکنش فوق سریع است که تنها در میلیونیم ثانیه به حداکثر درخشندگی خود میرسند.

لیزر
جدیدترین و پیشرفته ترین تکنولوژی چراغ های جلو، سیستم لیزری به کار رفته در آئودی R8 ال ام ایکس است که پیشتر در مورد آن مطلب جامعی به چاپ رسیده بود. این سیستم با الگوریتم ماتریسی، به عنوان یک پشتیبان و حامی برای چراغهای جلوی LED آئودی به کار گرفته می شود که تنها در وضعیت نور بالا برای غلبه بر ضعف این لامپ ها در برابر نمونه های زنون، تابش نور را بیش از دو برابر میکند تا شعاع بیش از 500 متری روبه روی راننده به کلی روشن شود. این لامپ های لیزری بر خلاف تعداد زیاد لامپ های LED در آئودی مدل یادشده، تنها به تعداد چهار عدد با قطر 300 میکرومتر (0.3 میلی متر) مورد استفاده قرار گرفته اند که هر یک به شکل ماهرانه ای در واحدهای آلومینیومی چرخان جاسازی شده اند. این تکنولوژی بر خلاف لامپ های معمول که بازتابش و یا تابش مستقیم تولید میکنند، میتواند نور را به صورت V شکل به هدف بتاباند و به همین دلیل هم شعاع و وسعت بیشتری را پوشش میدهد. البته این لامپهای لیزری هنوز به طور انبوه مورد استفاده قرار نگرفته اند، چرا که هزینه تولید بسیار بالای آنها در کنار برخی ملاحظات ایمنی باعث شده تا حداقل چند سالی با عرضه اولیه آنها در خودروهای لوکس فاصله داشته باشیم .

پیش بینی می‌شود قیمت پایه این خودروی سدان اسپرت از 55 تا 60 هزار دلار شروع شود. این در حالی است که برای خرید یک سدان S3 تنها 42500 دلار کافی است.