1. галогенні фари
2. ксенонові фари
3. світлодіодні фари

Передні фари в системі освітлення автомобіля займають центральне місце. Вони висвітлюють дорогу перед автомобілем, а також служать для виявлення автомобіля і його намірів іншими учасниками руху. Все це забезпечує необхідний рівень безпеки і комфорту.

Передня фара об'єднує, як правило, кілька приладів освітлення в одному корпусі: фара ближнього світла, фара дальнього світла, габаритний ліхтар, ліхтар покажчика поворотів, денні ходові вогні (при наявності). Об'єднана конструкція носить назву блок-фара. Основними світловими приладами в ній є фари ближнього і дальнього світла. До передніх фарах відносяться і протитуманні фари, які встановлюються окремо.

Ближнє світло фар є основним для руху в темну пору. Він характеризується асиметричним характером (світловий пучок розтягнутий вздовж правого боку), наявністю світлотіньової межі (тіньова область вище, яскрава область нижче певної межі). У фарі ближнього світла реалізований компроміс між осліпленням інших водіїв в розумних межах і досить високим рівнем освітлення.

Дальнє світло фар забезпечує максимальну дальність освітлення дороги, тому що не має обмежень. З іншого боку фара дальнього світла створює максимальне осліплення інших водіїв, тому обмежується в застосуванні. Система адаптивного освітлення значно підвищує ефективність використання дальнього світла на автомобілі.

Передні фари сучасного автомобіля є складними технічними системами і в своєму роді творами мистецтва. Вони індивідуальні для кожної нової моделі автомобіля. Залежно від комплектації автомобіль може мати кілька конструкцій фар. Провідними виробниками автомобільного освітлення є компанії Hella, Al-Automotive Lighting, Philips.

Класична фара об'єднує джерело світла, відбивач і розсіювач. У передніх фарах застосовуються такі джерела світла: лампа розжарювання, галогенні лампи, газорозрядна лампа, світлодіоди.

Лампа розжарювання є вольфрамову нитку, вміщену в скляну колбу. При роботі лампи відбувається нагрів нитки, який супроводжується випаровуванням вольфраму з поверхні. Нитка стоншується і з часом перегорає. Крім цього, при випаровуванні вольфраму відбувається потемніння лампи.

У галогенці шляхом утворення оточена галогенних газом (йод, бром), що дозволяє підняти температуру нитки і збільшити рівень освітлення. Термін служби галогенною лампи (до 1000 годин) набагато більше звичайної лампи розжарювання, тому що нагрівання вольфраму відбувається по замкнутому циклу. При випаровуванні вольфрам з'єднується з газом і циркулює по колбі. При зіткненні з ниткою розжарювання з'єднання розпадається, а вольфрам осідає на нитки.

У газорозрядної лампи (High-intensity discharge, HID) світловий потік створюється за рахунок нагріву газу високою напругою. В автомобільних газорозрядних лампах використовується ксенон, має високу світлову ефективність. Для розпалу й харчування ксенонової лампи потребує додаткового обладнання, яке значно збільшує вартість фари. Термін служби газорозрядної лампи досягає 2000 годин.

Світлодіоди (Light Emitting Diode, LED) в якості автомобільних джерел світла набирають стрімку популярність. Вони мають термін служби до 3000 і більше годин, споживають менше енергії і забезпечують прийнятний рівень освітленості. В даний час світлодіоди широко використовуються в якості джерел світла внутрішнього (підсвітка приборів, індикаторні лампи) і зовнішнього (задні фари, додаткові стоп-сигнали, денні ходові вогні) освітлення. З 2007 року світлодіоди білого спектра світіння почали використовуватися в якості джерел ближнього і дальнього світла.

Джерела світла характеризуються рядом параметрів: напруга, потужність, світловий потік. Похідним цих параметрів є світлова віддача (світловий потік на одиницю потужності), яка виступає своєрідним показником ефективності і економічності лампи.

Основні характеристики джерел світла для мережі 12В наведені в таблиці:

Джерело світла

Потужність, Вт

Світловий потік, лм

Светоотдача, лм / Вт

Лампа розжарювання

3-27

22-500

10-18

галогенні лампи

55-65

1450-2100

22-32

ксенонова лампа

35

2800-3200

80-90

Світлодіоди (на фару)

до 20

500-1000

30-50

Відбивач в залежності від типу фари забезпечує віддзеркалення світла від джерела безпосередньо на дорогу або оптичну лінзу. Відбивач виготовляють з пластмаси або металу. Більш універсальні пластмасові відбивачі, що дозволяють створити будь-які геометричні форми. На поверхню відбивача завдано тонкий шар алюмінію.

Основні типи відбивачів: параболічний, вільної форми і еліпсоїдний. Параболічний відбивач використовується в класичних фарах, в яких рівень освітленості пропорційний розміру відбивача (більше відбивач більше світла).

Відбивач вільної форми (Homogeneous Numerically Calculated Surface, HNS) розділений на окремі ділянки (вертикальні, радіальні), які мають свою фокусну відстань і оптимізовані на певний характер відбиття світла. Відбивач типу HNS забезпечує високу однорідність освітлення. Геометрична поверхня відбивача розробляється за допомогою комп'ютерного моделювання.

Параболічний відбивач і відбивач вільної форми складають основу відбивних (рефлекторних) фар.

Еліпсоїдний відбивач є частиною поліелліпсоідной системи освітлення (Poly Ellipsoid System, PES). Еліпсоїдний відбивач спільно з оптичною лінзою дозволяє значно скоротити розміри фари при збереженні рівня освітлення і спрямованості світлового пуску. Еліпсоїдний відбивач мають проекційні (прожекторні) фари, в побуті їх називають лінзованной фари.

Роль розсіювача в сучасних фарах мінімальна, тому що розподіл світла здійснюється в основному відбивачем. З 1992 року широко використовуються пластмасові розсіювачі.

галогенні фари

В даний час галогенні фари є найпоширенішим типом фар. У них в якості джерела світла використовується галогенна лампа. Галогенні фари використовуються для ближнього і дальнього світла. Конструктивно фари можуть бути розділені і суміщені, т.зв. бі-галоген. У фарах ближнього світла використовуються відбивачі вільної форми або еліпсоїдні відбивачі, для дальнього світла - відбивачі вільної форми або параболічні відбивачі.

Створення світлотіньової межі ближнього світла в суміщених фарах проводиться двома способами: світловідбиваючий ковпачок на галогенці з двома нитками розжарювання, світловий екран в проекційної системі. Підтримка певного положення фари відносно площини кузова забезпечує електромеханічний коректор .

ксенонові фари

Ксенонові фари мають велику популярність завдяки високому рівню освітлення. Фари пропонуються в якості базового обладнання автомобілів бізнес і преміум класу, а також опціонально для бюджетних автомобілів. На відміну від галогенних фар ксенонові фари мають більш складну конструкцію. Крім власне фари в систему включений блок запалювання і електронний блок управління, які забезпечують займання газу імпульсом напруги змінного струму 10-20 кВ і живлення електроенергією під час роботи.

Ксенонові фари можуть бути рефлекторними і прожекторними, при цьому прожекторні фари більш популярні у споживача. Окремо для ближнього і дальнього світла ксенонові фари застосовуються досить рідко. В основному використовуються бі-ксенонові фари, в яких функції ближнього і дальнього світла реалізовані в одній фарі. Створення світлотіньової межі в біксенонових фарах здійснюють кількома способами:

• світловий екран в проеціонних фарах;
• переміщення газорозрядної лампи по горизонталі в відбивних фарах.

Бі-ксенонові фари обладнуються, як правило, модулем повороту у вертикальній і горизонтальній площині. Це значно розширює сферу застосування фари. З огляду на особливості конструкції ксенонові фари в обов'язковому порядку забезпечуються автоматичним коректором фар і склоомивача фар .

світлодіодні фари

Світлодіодні фари для головного світла почали застосовуватися зовсім недавно і прикладів їх використання не так багато - ряд моделей Audi, Cadillac, Lexus. Наприклад в Audi R8 світлодіодна фара складається з трьох многокрісталліческіх світлодіодів. Кожен многокрісталліческій світлодіод включає два простих світлодіода, кожен зі своїм відбивачем. Світловий потік від всіх світлодіодів перетворюється в загальній проекційної лінзи. Для створення світлотіньової межі в світлодіодним фарі використовується світловий екран. Незважаючи на значні переваги, світлодіодні головні фари застосовуються поки дуже рідко.

Ряд виробників пропонують світлодіодні лампи з цоколем для постановки в штатні місця галогенних ламп. Такі світлодіодні лампи, незважаючи на те, що світять дуже яскраво, не забезпечують необхідного рівня освітлення.