Historia oświetlenia samochodowego – od pochodni do diodowych projektorów

Pierwszy samochód w historii – Patentwagen Carla Benza z 1886 roku – nie miał świateł, ale szybko stało się jasne (dosłownie), że samochody muszą być wyposażone w jakiś rodzaj oświetlenia. Początkowo używano świec i pochodni za szkłem, pierwszą znaczącą innowacją na tym polu było wprowadzenie na początku XX wieku lamp karbidowych. 

Gdy jednak samochody zaczęły na początku drugiej dekady XX w. rozwijać zawrotne prędkości rzędu 30 km/h i wyższe, takie oświetlenie stało się już niewystarczające.

Początki elektryfikacji

Elektryczną żarówkę wynaleziono jeszcze w 1879 roku, teraz trzeba sprawić, by na pokładzie pojazdu pojawił się prąd. Intensywnie pracował nad tym Robert Bosch, który w 1913 r. dostarczył pierwsze elektryczne reflektory samochodowe wraz z generatorem napędzanym przez silnik.

Oświetlenie w samochodach stało się jeszcze wydajniejsze dzięki żarówkom z dwoma żarnikami. Zostały zaprezentowane w 1924 r. przez Philipsa i Osram. Tak zwana lampa Bilux umożliwiała emisję świateł drogowych i mijania z jednego źródła światła. Oprócz żarówek Bilux kluczowa dla funkcjonowania świateł mijania była również konstrukcja reflektora. Światła nie tylko musiały oświetlać drogę, ale z uwagi na rosnący ruch nie mogły też oślepiać innych.

Dodatkowe funkcje świateł

Oprócz świateł drogowych i mijania wprowadzono inne tryby oświetlenia, takie jak światła postojowe i parkowania oraz kierunkowskazy. Później dodano także oddzielne przednie i tylne lampy przeciwmgielne oraz światła stopu.

Z czasem zaczęto odchodzić od gładkiego szkła reflektorów na rzecz precyzyjnie rozmieszczonych pryzmatów, które od lat 50. XX wieku nadawały wiązce światła pożądany kształt. W ten sposób można było lepiej oświetlić prawą stronę drogi, nie oślepiając przy tym nadjeżdżających pojazdów. Takie asymetryczne oświetlenie stało się standardem i jest używane do dziś, na przykład w światłach H4 czy H7.

Era świateł halogenowych

Litera „H” oznacza kolejny kamień milowy: wynalezienie lampy halogenowej. W latach 60. zeszłego wieku były one najpierw stosowane w dodatkowych reflektorach, a także w sportach motorowych.

Szybko znalazły jednak zastosowanie w seryjnych reflektorach głównych z uwagi na większą trwałość. W zwykłych żarówkach w miarę użytkowania wolframowy żarnik wytrącał cząsteczki, które osadzały się na bańce, utrudniając przepływ światła aż do prawie całkowitego zaciemnienia. Dodanie pierwiastków z grupy halogenów, takich jak jod czy brom, zapobiegało temu efektowi.

Pierwszym seryjnym samochodem z reflektorami H4, czyli dwuwłóknowymi żarówkami halogenowymi z asymetrycznym rozkładem światła, był Mercedes SL z serii R107 z 1971 roku. Jednak lampy halogenowe szybko stały się standardem. Stosowane są powszechnie do dziś.

1892: pierwsze lampy karbidowe pochodziły jeszcze w prostej linii z powozów, przykładem jest ten Motor-Strasenwagen firmy Daimler.  /  Mercedes

1913: firma Bosch opracowała pierwszą samochodową prądnicę, dzięki czemu możliwe było wykorzystanie na pokładzie oświetlenia z elektrycznymi żarówkami.  /  Bosch

1967: mechanicznie skręcane światła doświetlające zakręty, podążające za skrętami kierownicy, zastosowane były w Citroenie DS. Wcześniej, w latach 40., podobne rozwiązanie zastosowano w Tuckerze Torpedo (tu skrętna była centralna, trzecia lampa).  /  Citroen

1971: pierwszy samochód z asymetrycznym oświetleniem z żarówkami H4: Mercedes SL. Szybko stało się to rynkowym standardem.

Moda na lampy projektorowe

Nowe technologie świetlne pojawiające się od lat 80. XX w. zmieniały design samochodów. Lampa projekcyjna – na przykład w BMW E30 po liftingu czy Oplu Calibrze – zamiast dużego odbłyśnika miała soczewkę, która skupiała i precyzyjnie rzucała światło halogenowe na drogę.

W ten sposób otrzymywaliśmy intensywne oświetlenie z lampy o stosunkowo małych wymiarach. W połączeniu z komputerowo obliczonymi tzw. reflektorami o swobodnych powierzchniach umożliwiało to odpowiednie modelowanie wiązki bez soczewek dyfuzyjnych na kloszach lamp.

Czas na ksenon

Wprowadzenie BMW serii 7 z serii E32 w 1991 roku zmieniło nocny krajobraz na naszych drogach na wiele kolejnych lat. Był to pierwszy samochód z lampami ksenonowymi, które świeciły około dwa razy jaśniej niż lampy halogenowe.

Światło w szklanej bańce wypełnionej gazem ksenonowym było wytwarzane przez łuk elektryczny powstający poprzez wyładowanie gazu między dwiema elektrodami. Do zapłonu potrzebny był wysoki impuls napięcia do 25 tys. V. Koszt lampy też był wysoki.

W E32 ksenonowe były tylko światła mijania. Pierwsze światła Bi-Xenon (mijania i drogowe) wprowadził Mercedes w 1999 roku.

Bez ciemnych plam

Doskonalono też kolejne funkcje. Idea dostosowywania wiązki światła do otoczenia i sytuacji nie jest nowa. Mechanicznie skręcające reflektory, których światło aktywnie podążało za zakrętem, pojawiły się już w 1948 roku – w Tuckerze Torpedo – lub w 1967 roku w Citroënie DS.

Samochody z automatycznie dostosowującymi się do prędkości, ruchu, pogody, otoczenia itp. systemami świetlnymi były dostępne także w połączeniu z technologią ksenonową. Tutaj regulowano strumień światła za pomocą ruchomych przesłon i luster w reflektorze, aby uzyskać adaptacyjne, nieoślepiające regulowane światła drogowe.

Epoka najnowsza: LED

W pełni adaptacyjne systemy świetlne zyskały na popularności po wprowadzeniu reflektorów LED (pierwszy raz w 2007 roku w Lexusie LS 600h). Światło z półprzewodnikowych elementów LED można dowolnie modyfikować pod względem temperatury barwowej i jasności.

Przy praktycznie nieograniczonej liczbie indywidualnie sterowanych źródeł światła, zgrupowanych w matrycy lub w polu mikroluster, reflektor staje się projektorem, który za pomocą oprogramowania, kamery i czujników GPS optymalnie oświetla każdy odcinek drogi, nie oślepiając przy tym innych. Dzięki takim możliwościom można nawet wyświetlać np. znaki zwężeń pasa ruchu lub wskazywać ostrzeżenia przed miejscem wypadku. 

A do tego dochodzą coraz bardziej zaawansowane rozwiązania w tylnych światłach, nastrojowe oświetlenie kabiny... ciemność nam z pewnością nie grozi.

Liczy się nie tylko oświetlenie drogi, ale i wygląd auta

Opel Calibra 

Reflektory projekcyjne, rozpoznawalne po soczewce, skupiają światło i dają możliwość skonstruowania lamp o niezwykle małej wysokości, jak w Oplu Calibrze. Stylowe i korzystne aerodynamicznie.

BMW M1 

BMW M1 to pierwszy supersamochód tego producenta, z nowoczesnym wyglądem podkreślanym przez modne w tamtych czasach chowane reflektory. Wiele podobnych aut z tego okresu wykorzystywało takie rozwiązanie.

BMW serii 7

Druga generacja BMW serii 7 była pierwszym samochodem z ksenonowymi światłami mijania. W szklanej bańce wypełnionej ksenonem wytwarzany jest łuk świetlny, który emituje niezwykle jasne światło.

Porsche 924 

W Porsche 924 – tutaj w odmianie Carrera GT (1981) – chowane reflektory były charakterystycznym elementem stylizacji. Przejętym przez następcę 944 i – w nieco zmodyfikowanej wersji – kolejny model 968.

Dodge Charger R/T 

Nietypowe podejście do tematu projektowania reflektorów w Dodge'u Chargerze R/T. Gdy światła są wyłączone, przesłaniają je wysuwane klapki. To część „rozbójniczego” wizerunku tego modelu. 

Mercedes CL 

Mercedes CL z 1999 roku był pierwszym samochodem z biksenonowym oświetleniem. Świecące na niebieskawo reflektory prezentowały się w tamtym czasie wyjątkowo „prestiżowo”.

Lexus LS 

Lexus LS 600h z roku 2007: pierwszy samochód z w pełni diodowymi światłami głównymi. Trzy projektory LED dla trzech różnych stref świetlnych – mijania, drogowych i oświetlania bocznych sektorów na mniejszą odległość.

BMW i7

Festiwal LED – wielkie ekrany na desce rozdzielczej uzupełnione są przez niezwykle rozbudowane oświetlenie ambientowe. Wnętrze auta to znakomite miejsce do realizacji najbardziej szalonych pomysłów.

PODSUMOWANIE

Czy padło już ostatnie słowo w kwestii rozwoju systemów oświetlenia? Zapewne nie, postępu nigdy jeszcze nie udało się zatrzymać. Patrząc jednak na współczesne możliwości, trudno oczekiwać czegoś więcej. Nowoczesne światła zapewniają jasne, równomierne oświetlenie drogi na daleki dystans przed autem, jednocześnie nie oślepiają innych. Mogą wyświetlać na drodze wskazówki z nawigacji lub ostrzegać o niebezpieczeństwie, a pobierają bardzo mało energii.

W dodatku popularyzacja nowych technologii obniża ceny – teraz nowoczesne systemy można znaleźć już w popularnych autach, a diody LED praktycznie wyparły konwencjonalne żarówki z użycia.