Manual de Alumbrado en El Automovil

2013 SISTEMAS DE ALUMBRADO PARA VEHICULOS Sistemas eléctricos y de seguridad y confortabilidad. MANUAL SOBRE SISTEMAS

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2013

SISTEMAS DE ALUMBRADO PARA VEHICULOS Sistemas eléctricos y de seguridad y confortabilidad.

MANUAL SOBRE SISTEMAS DE ALUMBRADO EN VEHICULOS

José Luis Montalvo ESCUELA PROFESIONAL SANFRANCISCO 01/01/2013

Contenido Tecnología de iluminación (I) Fuentes luminosas    

Los fundamentos de la tecnología de iluminación Factores de influencia sobre una fuente luminosa Consejos para la manipulación de fuentes luminosas Datos técnicos de las lámparas para automoción más corrientes (excepto lámparas de motocicleta)

Tecnología de iluminación (II) Faros:    

Normas legales vigentes Componentes de los faros Consejos para la manipulación de dispersores de plástico Conceptos de tecnología de iluminación

Tecnología de iluminación (III) Regulación del alcance luminoso:   

Normas legales vigentes Sistemas de regulación del alcance luminoso Consejos para la manipulación de sistemas de regulación del alcance luminoso

Tecnología de iluminación (IV) Sistema lavafaros:   

Normas legales vigentes Estructura de un sistema lavafaros Consejos para la manipulación de sistemas lavafaros

Tecnología de iluminación (V) Pilotos:     

Normas legales vigentes Números de homologación en los pilotos Estructura de un piloto Tecnología LED en pilotos Consejos para la manipulación de pilotos

Tecnología de iluminación (VI) Tecnologías de futuro:    

Aplicaciones -LED en el faro ADlLIS@ -Sistema Avanzado de Iluminación Infrarroja ASIGNIS@ -Adaptive Signal System VARlLIS@ -Sistema Variable de Iluminación Inteligente

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Tecnología de iluminación (I) Fuentes luminosas    

Los fundamentos principales de la tecnología de iluminación Factores de influencia sobre una fuente luminosa Consejos para la manipulación de fuentes luminosas Datos técnicos de las lámparas para automoción más corrientes (excepto lámparas de motocicleta)

La vista es el sentido más importante para la seguridad durante la conducción. Sin embargo, determinadas circunstancias, como p. ej. al atardecer, influencias meteorológicas, cristales sucios, etc., influyen negativamente en la vista. En consecuencia, el riesgo de accidente en tales condiciones es comparativamente elevado. La movilidad cambiante y en constante crecimiento, y el aumento de la densidad del tráfico que ello conlleva, constituyen un potencial de peligro adicional. A fin de hacer frente a estas exigencias, se trabaja constantemente para mejorar los dispositivos luminotécnicos existentes, así como en el desarrollo de nuevos dispositivos. En este prospecto se presentan los distintos sistemas de iluminación y sus componentes con sus propiedades y particularidades, En este contexto, se explican también con detalle la interconexión entre los distintos componentes y los requisitos legales que un dispositivo luminotécnico debe satisfacer en la actualidad. La iluminación en los vehículos es cada vez más compleja. Hace tiempo que el alternador no es el único responsable de la luz. Cada vez se añaden más aparatos, que se comunican entre sí mediante una red de a bordo. Cada vez hay más electrónica, lo cual supone un incremento de las exigencias al taller. Por este motivo, aquí dirigiremos la mirada también al futuro e informaremos sobre las tecnologías venideras. 

Los fundamentos principales de la tecnología de iluminación: Fuentes luminosas:

Aquí se ofrece una visión de conjunto de los principales fundamentos luminotécnicos, así como de las unidades de medida correspondientes para la evaluación de las propiedades de lámparas y luces: Flujo luminoso Φ:  

Unidad: lumen [Im] Se denomina flujo luminoso Φ a la potencia luminosa total emitida por una fuente luminosa.

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Intensidad luminosa I:  

Unidad: candela [cd] Porción del flujo luminoso que se emite en una dirección determinada.

Luminancia E:  



Iluminancia E: Unidad: lux [Ix] La iluminancia E indica la relación entre el flujo luminoso incidente y la superficie iluminada. La iluminancia es de 1 Ix cuando un flujo luminoso de 1 Im incide uniformemente sobre una superficie de un m2.

Luminancia L:  

Unidad: candela por metro cuadrado [cd/m2] La luminancia L es la impresión de claridad que el ojo tiene de una superficie iluminante o iluminada.

Rendimiento luminoso ŋ:  

Unidad: lumen por vatio [lm/W) El rendimiento luminoso ŋ indica la eficiencia con la que se transforma en luz la potencia eléctrica consumida.

Temperatura de color K:  



Unidad: kelvin [K] El kelvin es la unidad de la temperatura del color. Cuanto más elevada es la temperatura de una fuente luminosa, tanto mayor es la proporción de azul y menor la proporción de rojo en el espectro cromático. Una lámpara de incandescencia con luz cálida blanca posee una temperatura de color de aprox. 2.700 K. En cambio, una lámpara de descarga gaseosa (D2S) tiene, con

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4.250 K una luz fría blanca, pero su color se aproxima más a la luz diurna (aprox. 5.600 K).

Fuentes luminosas: 

Las fuentes luminosas son radiadores térmicos que generan luz mediante energía calorífica. Esto significa que cuanto más se calienta una fuente luminosa, tanto mayor es su intensidad luminosa. Sin embargo, su baja eficiencia (8 % radiación luminosa) proporciona un rendimiento luminoso relativamente escaso en comparación con las lámparas de desgaste de gas (28 % radiación luminosa).

Lámpara de incandescencia: Las lámparas de incandescencia (lámparas de vacío) se cuentan entre los radiadores térmicos, ya que mediante el suministro de energía eléctrica se lleva a la incandescencia el filamento en espiral de wolframio. Como se ha mencionado, el rendimiento luminoso de una lámpara estándar es reducido. A ello se añade el hecho de que debido las partículas de wolframio vaporizadas, reconocibles como un ennegrecimiento claramente visible en la ampolla de la lámpara, se reducen todos los valores luminotécnicos y su vida útil es relativamente corta.

Lámpara halógena: La lámpara halógena soluciona este problema. Mediante la adición de pequeñas cantidades de átomos halógenos, como p. ej. yodo, se puede reducir el ennegrecimiento de la ampolla de la lámpara. Mediante el denominado "ciclo", las lámparas halógenas pueden funcionar a mayores temperaturas con la misma durabilidad, y en consecuencia ofrecen un mayor grado de eficiencia.

Ciclo en una lámpara halógena: Mediante el suministro de energía eléctrica se lleva a la incandescencia el filamento en espiral de wolframio. Esto provoca el desprendimiento de metal vaporizado del filamento. Por medio de un relleno halógeno (yodo o bromo) en la lámpara, las temperaturas del filamento ascienden hasta casi alcanzar el punto de fusión del wolframio (aprox. 3.400 °C). De este modo se obtiene el elevado rendimiento luminoso.

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El wolframio vaporizado se combina con el gas de relleno directamente junto a la pared caliente de la ampolla, formando un gas (haluro de wolframio) translúcido. No obstante, si el gas vuelve a acercarse al filamento, se descompone debido a la elevada temperatura de éste, formando una capa uniforme de wolframio. Para que el ciclo pueda continuar, la temperatura exterior de la ampolla de la lámpara debe ser de 300 °C. Para ello, la ampolla de cristal de cuarzo debe envolver estrechamente el filamento. Otra de sus ventajas reside en el hecho de que se puede trabajar con una mayor presión de llenado, inhibiendo así la vaporización del wolframio. También la composición del gas en la ampolla es responsable en buena medida del rendimiento luminoso. Mediante la introducción de pequeñas cantidades de gases nobles, p. ej. xenón, se reduce la disipación de calor del filamento.

Factores de influencia sobre una fuente luminosa: Pese a la regeneración dentro de la lámpara, el filamento de wolframio se Consume gradualmente, lo cual limita su vida útil.

La durabilidad y el rendimiento luminoso dependen fuertemente, entre otros factores, de la tensión de alimentación presente. Se aplica la siguiente regla empírica: si se incrementa en un 5 % la tensión de alimentación de una lámpara, el flujo luminoso aumenta un 20 %, pero al mismo tiempo se acorta a la mitad la vida útil. Por este motivo, en algunos tipos de vehículos se utilizan resistores protectores con el propósito de evitar que se supere la tensión de alimentación de 13,2 V. En caso de subtensión, p. ej. debido a un alternador defectuoso, ocurre exactamente lo contrario. La luz tiene entonces una porción de rojo sensiblemente mayor y el rendimiento luminoso es consecuentemente inferior.

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Existen dos tipos de lámparas halógenas distintos. Los tipos H1, H3, H7, H9, HB3 tienen un solo filamento de incandescencia. Se utilizan para las luces de cruce y de carretera. La lámpara H4 cuenta con dos filamentos de incandescencia: uno para la luz de cruce y otro para la de carretera. El filamento de incandescencia para la luz de cruce está provisto de una cubierta. Ésta tiene como cometidos tapar la porción de luz deslumbrante y crear el límite claro-oscuro. Las lámparas H1 +30/50 y H4+30/50 son evoluciones de las lámparas convencionales H1 y H4 con relleno de gas protector.

Ventajas/diferencias con respecto a la lámpara estándar    

Filamento de incandescencia más fino Puede funcionar a temperaturas más elevadas Mayor luminancia, hasta un 30/50 % más entre 50 y 100 metros delante del automóvil y una iluminación hasta 20 metros más larga de la calzada. Mayor seguridad de marcha por la noche y con mal tiempo

Las lámparas H7 poseen, en comparación con las lámparas H1, una mayor luminancia, un menor consumo de energía y una mejor calidad de luz. También están disponibles como H7 +30/50. Desde hace algún tiempo, también pueden adquirirse lámparas halógenas con una coloración azul. Al contrario que las lámparas halógenas convencionales, estas lámparas tienen una luz blanca-azulada (hasta 4.000 K), lo cual las aproxima más a la luz diurna. Esta luz resulta más clara y contrastada para el ojo, y debería permitir conducir durante más tiempo sin fatiga. Pero esta impresión es subjetiva. No obstante, las lámparas +30/50 son mejores para quien desee un grado máximo de potencia luminosa.

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En cuanto a los intermitentes, hasta ahora se utilizaban lámparas con ampolla de vidrio pintada de amarillo. Para los conductores que otorgan importancia al diseño, también están disponibles las lámparas intermitentes Magic Star. Cuando están apagadas, apenas resultan visibles en el reflector plateado. Sólo al encenderse emiten la característica luz amarilla con la claridad acostumbrada. Mediante la aplicación de varias capas de interferencia sobre la ampolla de la lámpara, se suprimen determinadas porciones del espectro luminoso que son emitidas por el filamento de incandescencia. Sólo la porción amarilla atraviesa las capas y se hace visible.

Lámparas de descarga de gas: Las lámparas de descarga de gas generan luz conforme al principio físico de la descarga eléctrica. Mediante la aplicación de una tensión de encendido por parte de la bobina de reactancia (hasta 23 KV en la 3º generación), el gas entre los electrodos de la lámpara (relleno de gas noble xenón y una mezcla de metales y haluros metálicos) se ioniza y, con ayuda de un arco voltaico, se excita hasta que emite luz. Durante el suministro controlado de corriente alterna (aprox. 400 Hz), las sustancias líquidas y sólidas se vaporizan a causa de las elevadas temperaturas. La lámpara no alcanza su claridad plena hasta transcurridos unos segundos, cuando todos los componentes están ionizados. A fin de evitar la destrucción de la lámpara por el incremento incontrolado de la corriente, ésta es limitada por una bobina de reactancia. Una vez alcanzada la potencia luminosa plena, ya sólo se necesita una tensión de servicio (no la tensión de encendido) de 85 V para mantener el proceso físico. El flujo luminoso, el rendimiento luminoso, la luminancia y la durabilidad son sensiblemente mejores que en las lámparas halógenas.

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Comparación entre filamentos de incandescencia (halógeno) / arco voltaico de lámpara de descarga gaseosa (xenón):

Lámpara halógena (H7)

Lámpara de descarga gaseosa

Fuente luminosa:

Filamento de incandescencia

Arco voltaico

Luminancia:

1450cd/m2

3000 cd/m2

Potencia:

55 w

35 w

Balance energético:

8% radiación luminosa

28% radiación luminosa

92% radiación térmica

58% radiación térmica/ 14% radiación UV

Vida útil:

aprox. 500 h

2500 h

Resistencia a vibraciones: hasta un cierto punto

si

Tensión de encendido:

no

si 23.000 v (3ª generación)

Electrónica de regulación:

no

si

Las lámparas de los vehículos deben estar normalizadas según la normativa ECE-R37 y R99. Con ello se pretende posibilitar la sustitución de las lámparas y, al mismo tiempo, evitar la confusión con otras lámparas.

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En las lámparas se encuentran las siguientes inscripciones:  Nombre del fabricante  6 o 6 V, 12 o 12 V, 24 o 24 V indica la tensión nominal conforme a la normativa ECE 37  H1, H4, H7, P21 W indica la denominación internacional de categoría de las lámparas normalizadas según la ECE, p. ej. 55 W.  E1 indica el país en que se ha ensayado y homologado la fuente luminosa. EI1 corresponde a Alemania.  "DOT" significa que también está homologada para el mercado estadounidense.  "U" indica lámparas de radiación UV reducida, conforme a la ECE. Estas lámparas se utilizan, p. ej., en faros con dispersor de plástico.  La marca de autorización otorgada por el organismo de homologación, p. ej. E1 (Kraftfahrbundesamt [Oficina Federal de Automoción] en Flensburg) también se indica en la lámpara, y puede ser 37 R (E1) + un número de cinco cifras o bien simplemente (E1) + un número de tres cifras (también caracteres alfanuméricos, v. fig.).  La mayoría de lámparas lucen una marca de fabricante codificada. Esto posibilita la trazabilidad hasta el fabricante.  Dado que no todas las lámparas presentan espacio suficiente para la identificación, la legislación sólo requiere las siguientes informaciones: fabricante, potencia, marca de homologación y marca de autorización.  Para encenderse, los faros de xenón requieren una alta tensión. Por este motivo, antes de ponerse a trabajar en los faros, deberá desenchufarse el conector hacia la alimentación de corriente de la bobina de reactancia.  Al montar una nueva lámpara, no deberá tocarse la bombilla con las manos, ya que quedan marcadas las huellas y provocan turbideces.  Si una lámpara de xenón se rompe en un espacio cerrado (taller) se debe ventilar para prevenir problemas debido a los gases tóxicos  Las lámparas de incandescencia y halógenas estándar no contienen sustancias nocivas para el medio ambiente, y por lo tanto pueden desecharse junto con la basura doméstica normal.  Las lámparas de xenón deben desecharse como residuos especiales. Si la lámpara está defectuosa pero la bombilla aún sigue intacta, deberá desecharse como residuo especial, ya que la mezcla de gas y vapores metálicos contiene mercurio y es, por lo tanto, muy tóxica en caso de inhalación. Si se ha roto la bombilla (p. ej. debido a un accidente), la lámpara de xenón puede desecharse de la forma habitual, ya que el mercurio se habrá evaporado. El número clave de residuo para la eliminación es 060404.

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Tecnología de iluminación (II) Faros:    

Normas legales vigentes Componentes de los faros Consejos para la manipulación de dispersores de plástico Conceptos de tecnología de iluminación

Los faros de los vehículos tienen el cometido principal de iluminar de forma óptima la calzada, para posibilitar una conducción segura y sin fatiga. Así pues, los faros, incluidas sus fuentes luminosas, son componentes del vehículo relevantes para la seguridad, que requieren una autorización oficial y no deben ser manipulados. La legislación establece el tipo y el lugar de montaje de las funciones de iluminación en el vehículo, así como su estructura, fuentes luminosas, colores y los valores luminotécnicos.

Normas legales vigentes Debido al volumen de las disposiciones legales, aquí se exponen únicamente las normas más importantes. Sin embargo, los siguientes reglamentos contienen todos los aspectos relevantes para los faros principales, sus propiedades y aplicaciones.     

76n61/CEE y ECE-R1 y R2: o Faros para luz de carretera y de cruce, así como sus lámparas ECE-R8: o Faros con lámparas H1 hasta H11 (excepto H4), HB3 y HB4 ECE-R20: o Faros con lámparas H4 StVZO (Código de circulación y matriculación alemán) art. 50: o Faros para luz de carretera y de cruce 76/756/CEE y ECE-R48: o Para el montaje y la utilización ECE-R98/99: .Faros con lámpara de descarga gaseosa

Faros para luz de cruce:    

 

Cantidad: Dos En anchura: Máx. 400 mm desde el punto más exterior En altura: 500 a 1 .200 mm admisible Conmutación eléctrica: Se admite el encendido por parejas de faros adicionales para la luz de cruce y/o de carretera. Al cambiar a la luz de cruce, todos los faros de luz de carretera deben apagarse simultáneamente. Control de encendido: Testigo de control verde Diversos: Si los faros están equipados con lámparas de desgaste de gas {luz de carretera y de cruce), deben incorporar una regulación automática del alcance luminoso y un sistema de limpieza de faros. Estos requisitos se aplican también en caso de reequipaciones posteriores de vehículos que ya estén en circulación y que sean reequipados después del 1 de abril de 2000.

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Faros para luz de carretera:    

 

Cantidad: Dos o cuatro En anchura: No hay normas específicas, pero deben estar dispuestos de tal forma que el conductor no sea molestado por reflejos. En altura: No hay normas específicas Conmutación eléctrica: Se admite el encendido por parejas de faros de luz de carretera adicionales para la luz de cruce y de carretera. Al cambiar a la luz de cruce, todos los faros de luz de carretera deben apagarse simultáneamente. Control de encendido: Testigo de control azul Diversos: La intensidad luminosa de todos los faros de luz de carretera encendibles no debe exceder de 225.000 candelas. La suma de los números de referencia no debe ser superior a 75.

Faros para luz antiniebla (opcional}    

Cantidad: Dos, color blanco o amarillo claro En anchura: No hay normas específicas En altura: No más elevados que los faros para luz de cruce, pero según la ECE mínimo 250 mm Conmutación eléctrica: Con luz de cruce y de carretera. También pueden incorporar luz de situación si la superficie de salida de luz de los faros antiniebla no está alejada más de 400 mm del punto más exterior de la anchura.

Números de homologación en el faro: Para los dispositivos luminotécnicos en vehículos rigen prescripciones constructivas y de servicios nacionales e internacionales, conforme a las cuales se deben producir y ensayar los dispositivos. Para los faros existen marcas de autorizaciones especiales, visibles en el dispersor o en la carcasa. Por ejemplo: En un dispersor se lee HC/R 25 E1 02 A 44457  La marca HC/R significa: H para luz halógena, C para luz de cruce y R para luz de carretera.

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 El trazo transversal entre C y R significa que no pueden encenderse al mismo tiempo las luces de cruce y de carretera (faro principal H4).  El siguiente número de referencia informa sobre la intensidad luminosa del faro de luz de carretera. .La identificación E1 indica que el faro ha sido homologado en Alemania.  02 A indica que en el faro se encuentra una luz de situación (luz de posición) (A), cuya especificación ha sido modificada por segunda vez tras su aparición (02).  Por último se encuentra el número de homologación de cinco cifras, que se concede individualmente para cada homologación de faro. Ayuda para descifrar las cifras y combinaciones de letras de los faros:

En la carcasa del faro (v. fig. superior) se indican todos los faros utilizados en un tipo de vehículo. Versión del faro: Normativa ECE 1 A: Luz de posición B: luz antiniebla C: Luz de cruce R: Luz de carretera CR: Luz de carretera y de cruce C/R: Luz de carretera o de cruce Normativa ECE 8, 20 (sólo H4) HC: Luz de cruce halógena HCR: Luz halógena de carretera y de cruce HC/R: Luz halógena de carretera o de cruce Normativa ECE 98 DC: Luz de cruce de xenón DR: Luz de carretera de xenón DC/R: Luz de xenón de carretera o de cruce Está prohibido el uso simultáneo.

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Indicación de la iluminancia mediante números de referencia: Luz de carretera 7,5; 10; 12,5; 17,5; 20; 25;27,5; 30; 37,5; 40; 45; 50 por faro (el valor 75 o 360 Ix es el máximo que no se debe superar) Dirección de circulación del faro: Circulación por la izquierda sin flecha: Circulación por la derecha Circulación por la izquierda y la derecha Marca conforme a la ECE "E": La E va seguida de un número del país que ha otorgado la homologación. A continuación se enumeran los más importantes de entre los 37 países. 1: Alemania

9: España

18: Dinamarca

2: Francia

10: Yugoslavia

19: Rumania

3: Italia

11: Inglaterra

20: Polonia

4: Países Bajos

12: Austria

21: Portugal

5: Suecia

13: Luxemburgo

22: CEI

6: Bélgica

14: Suiza

23: Grecia

7: Hungría

16: Noruega

8: República Checa

17: Finlandia

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Componentes de los faros:

Carcasa:    

Soporte de todos los componentes del faro (cable, reflector, etc.) Fijación a la carrocería del vehículo Protección contra influencias externas (humedad, calor, etc.) Como material se utilizan termoplásticos

Reflector:

El principal cometido del reflector consiste en captar una porción lo más grande posible del flujo luminoso emitido por la lámpara y dirigirlo hacia la calzada. Existen diversos sistemas de reflector para desempeñar esta tarea con la mayor eficacia posible (ver Faros y distribución de la luz). El magnesio fundido a presión es la solución para faros sometidos a grandes cargas térmicas. Gracias a la buena conductividad térmica de este material, se disipa gran parte del calor. Este material se utiliza con frecuencia en sistemas de faros de pequeño tamaño.

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Selección de materiales para reflectores: Antaño, la mayoría de reflectores se fabricaban en chapa de acero, mientras que hoy en día, debido a los requisitos actuales plantados a los faros, como p. ej. tolerancias de fabricación, forma constructiva, calidad de las superficies, peso, etc., se emplean principalmente plásticos (diversos termoplásticos). Éstos se fabrican con una gran exactitud de la reproducción de la forma.

Gracias a ello se pueden realizar sistemas especialmente escalonados y multicámaras. A continuación se pintan los reflectores para alcanzar la calidad de superficie necesaria. Posteriormente, se metal iza al vacío una capa de reflexión de aluminio y a continuación una capa de protección de silicio. Módulos de proyección: Gracias a la trayectoria exactamente delimitada del haz luminoso y al elevado flujo luminoso, los módulos de proyección van adquiriendo una importancia creciente, Con diversos diámetros de lente, funciones de luz y posibilidades de montaje, estos módulos pueden utilizarse para conceptos de faro muy individualizados.

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Dispersores: Los dispersores con óptica de dispersión tienen la tarea de desviar, dispersar o concentrar el flujo luminoso concentrado por el reflector, de forma que se obtenga la distribución de la luz deseada, p. ej. el límite claro-oscuro. Sin embargo, este concepto estándar antiguo ha sido sustituido casi completamente por sistemas sin óptica.

Dispersores sin óptica de dispersión: Tampoco los denominados "dispersores transparentes" posee elementos ópticos. Ya sólo sirven como protección contra la suciedad y las influencias meteorológicas. Sólo se utilizan en los siguientes sistemas de faros:   

Lente interior (sistema DE), para luz de cruce, de carretera (bi-xenón) y antiniebla Cristal dispersor aparte en el interior del faro, directamente delante del reflector Faros de geometría libre (FF), totalmente carentes de óptica adicional

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Selección de materiales para dispersores: Los dispersores convencionales suelen ser de cristal. Este cristal no debe presentar estrías ni burbujas. Sin embargo, debido a los requisitos anteriormente mencionados, los dispersores se fabrican cada vez más frecuentemente en plástico (policarbonato, PC). Éste presenta numerosas ventajas como alternativa al cristal:     

Altamente resistente a impactos Muy ligero Son posibles tolerancias de fabricación menores Márgenes creativos considerablemente mayores Superficie con revestimiento especial, resistente al rayado conforme a las normativas ECE y SAE

Consejos para la manipulación de dispersores de plástico:     

Nunca limpie en seco los dispersores de plástico. ¡Peligro de rayado! Antes de añadir al agua del sistema lavadispersores aditivos tales como agentes limpiadores o anticongelantes, consulte las indicaciones en el manual del vehículo. Los productos químicos de limpieza inadecuados o demasiado agresivos pueden destruir los dispersores de plástico. ¡No utilice nunca lámparas de alto voltaje no permitidas! ¡Utilice exclusivamente lámparas con filtro UV!

Conceptos de tecnología de iluminación: En los faros actuales, la distribución de la luz sobre la calzada se basa en dos conceptos luminotécnicos distintos de la técnica de reflexión y la técnica de proyección. Mientras que los sistemas de reflexión se caracterizan por reflectores de gran superficie detrás de un dispersor transparente o provisto de óptica, los sistemas de proyección poseen una pequeña salida de luz con una lente característica.

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Sistemas de faros y distribuciones de la luz: Cabe diferenciar entre cuatro sistemas de faros típicos:

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Sistema paraboloide: 

  



La superficie del reflector es paraboloide. Se trata de la técnica más antigua utilizada para la distribución de la luz en faros. Sin embargo, actualmente ya no se utilizan apenas los reflectores paraboloides. Ya sólo se utilizan esporádicamente en faros de luz de carretera y en faros H4 de gran tamaño. Mirando al interior del reflector desde delante, para la luz de cruce se utiliza la parte superior del reflector A. La fuente luminosa está dispuesta de tal forma que la luz emitida hacia arriba es reflejada hacia abajo por el reflector sobre la calzada sobre el eje óptico B. Los elementos ópticos en el dispersor provocan la dispersión de la luz. de modo que se cumplan los requisitos legales. Para ello se utilizan dos formas distintas de elementos ópticos: perfilaciones verticales cilíndricas para la distribución horizontal de la luz y estructuras prismáticas a la altura del eje óptico, que influyen en la distribución de la luz de tal forma que se dirija más luz a las zonas más importantes de la calzada C. El dispersor de un faro paraboloide para la luz de cruce está claramente provisto de elementos ópticos y proporciona la distribución de luz típica D.

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Sistema elipsoidal (DE): DE significa 'elipsoide de tres ejes' y hace referencia a la forma de la superficie del reflector. Posibilita unos faros de forma constructiva especialmente compacta y con una gran potencia luminosa. Funcionan de forma similar a los proyectores de diapositivas, por lo que también reciben el nombre de sistemas de proyección.    

El reflector elipsoidal toma la luz de la lámpara y la concentra en el "2° foco" C. Un panel que actúa como una diapositiva limita la distribución de la luz y genera el límite claro-oscuro (LCO) B. Una lente asume la función del objetivo y proyecta la distribución de la luz sobre la calzada E. El sistema de proyección es ideal para penetrar la niebla, ya que es capaz de generar un límite claro-oscuro excelente. Sin embargo, para la luz de cruce se desea cierta "falta de nitidez" y una pequeña porción de luz dispersa, para que sean visibles también las señales de tráfico colocadas sobre la calzada.

Los principales ámbitos de aplicación actuales de los sistemas DE son los faros antiniebla.

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Sistema de geometría libre (FF): Los faros FF poseen superficies de reflector de forma libremente configurada. Sólo pueden ser calculadas y optimizadas con ayuda de ordenadores. En el presente ejemplo, el reflector está dividido en segmentos que iluminan distintas zonas de la carretera y del entorno.   



Mediante un diseño especial, se pueden utilizar prácticamente todas las superficies del reflector para la luz de cruce A. Las superficies están orientadas de tal forma que la luz procedente de todos los segmentos del reflector se refleja hacia abajo sobre la calzada B. La difracción de los haces luminosos y la dispersión de la luz es posibilitada directamente por las superficies del reflector C. De este modo también se pueden utilizar dispersores claros sin óptica, los cuales crean una impresión brillante. El límite claro-oscuro y la iluminación de la cuneta derecha son generados por los segmentos del reflector dispuestos horizontalmente. La distribución de la luz en el plano de la calzada puede adaptarse fácilmente a deseos y necesidades especiales E.

Casi todos los sistemas de faros de reflexión modernos para luz de cruce están equipados con superficies de reflector FF.

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Súper DE (combinado con FF): Los faros Súper DE son, al igual que los faros DE, sistemas de proyección, y su funcionamiento se basa en los mismos principios. Para ello, las superficies del reflector se diseñan por medio de tecnologías FF. La tecnología funciona de la siguiente forma:   

El reflector capta la mayor cantidad posible de la luz de la lámpara A. La luz captada se dirige de forma que la mayor cantidad posible de ésta pase a través del panel y posteriormente incida sobre la lente B. Mediante el reflector, se dirige la luz de tal forma que a la altura del panel se obtenga la distribución de luz C, que la lente proyecta sobre la calzada E.

La tecnología FF posibilita una mayor amplitud de dispersión y una mejor iluminación de las cunetas. Resulta posible concentrar la luz junto al límite claro-oscuro, gracias a lo cual se logra un mayor alcance y una conducción relajada durante la noche. Actualmente, casi todos los nuevos sistemas de proyección para luz de cruce están equipados con superficies de reflector FF. Se utilizan lentes con diámetros de entre 40 mm y 80 mm. Unas lentes más grandes significan una mayor potencia luminosa, pero también un mayor peso.

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Tecnología de luz de xenón: Etapas de desarrollo de las bobinas de reactancia electrónicas de xenón fabricadas por Hella:

1 .Generación 1992

2. Generación 1995

3. Generación 1997

4. Generación 2000

Estructura de funcionamiento de la bobina de reactancia (BRE) La BRE (E) inflama la mezcla de gases nobles en las lámparas mediante un impulso de alta tensión de hasta 30 kv (4 generación), que provoca el salto de una chispa entre los electrodos de la lámpara. Controla el encendido de la lámpara para que ésta alcance rápidamente su fase operativa, y a continuación regula la potencia de la lámpara a un valor constante de 35W (ver fig. D).Un convertidor de continua a continua genera, a partir de la tensión de a bordo del vehículo, las tensiones necesarias para la electrónica y la lámpara. La conexión de puente proporciona una tensión alterna de 300Hz para la alimentación de las lámparas de xenón. En el aparato están integrados varios circuitos de control y seguridad.

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El sistema se desactiva en 0,2 segundos en caso de:   

lámpara ausente o defectuosa mazo de cables o componente de la lámpara dañados corriente diferencial (corriente de fuga) superior a 30 mA; a medida que aumenta la corriente diferencial se acorta el tiempo de desconexión

Para proteger la bobina de reactancia electrónica, un circuito contador se encarga de que una lámpara defectuosa sólo se encienda 7 veces. A continuación tiene lugar la desconexión. Si se desenchufara el conector de cable durante el funcionamiento, los conectores de tensión quedan prácticamente sin tensión (< 34 V) al cabo de < 0,5 segundos, de modo que no existe peligro inmediato de electrocución aunque se haga caso omiso de la indicación de advertencia.

Dado que se montaron pocas unidades de las bobinas de reactancia de la 1ª y 2ª generación, a continuación se presentan únicamente las bobinas de la 3ª y 4ª generación con sus propiedades.         

BRE de 3ª generación: ECE R 98/99. Gama de tensiones: Corriente de conexión: Eliminación de perturbaciones de poco alcance: Gama de temperaturas Dimensiones L x An x Al: (sin entrada de conector y cable) Peso: Longitud de cable máx.: (Iámpara bobina de reactancia)

        

9 Va 16,5 V < 17 A OL 3, OM 5, OC 5, OUC 5 : -40 °C bis + 105 ° C (carcasa) 89 x 78 x 35 mm 440 g 500mm

BRE de 4º generación:  

  

Peso reducido en un 27 % a 320 g (3ª generación: 440 g) Volumen del espacio de montaje reducido en un 26 % a 200 cm2 (3ª generación: 271 cm2) Desplazamiento del dispositivo de encendido compacto a las proximidades de la lámpara de xenón (bobina de reactancia integrada) Cableado simplificado y supresión del cable de alta tensión Mayor resistencia a la temperatura gracias al concepto de estructura especial Capacidad de auto diagnóstico

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Módulo de encendido  

Las distintas versiones cumplen, entre otras cosas, diferentes valores límite en cuanto a la compatibilidad electromagnética. Las diferencias esenciales entre la 3ª y la 4ª generación de xenón son un dispositivo de encendido con y sin blindaje metálico, respectivamente, y el grupo de cables entre la bobina de reactancia y el dispositivo de encendido, ejecutado con o sin blindaje. Blindado Filtrado

Consejos para la manipulación de bobinas de reactancia electrónicas. Consecuencias en caso de fallo: Una bobina de reactancia defectuosa puede provocar la avería total del faro. Las causas para la avería de la bobina de reactancia son:    

ausencia de alimentación de corriente ausencia de conexión a masa electrónica del aparato defectuosa cortocircuitos internos

Diagnostico de fallos: 

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Comprobar si la bobina de reactancia efectúa intentos de encendido de la lámpara al encenderse la luz. Los intentos de encendido son claramente audibles cerca del faro. Si se efectúan intentos de encendido fallidos, se debe comprobar la lámpara de xenón sustituyéndola por la lámpara del otro faro. Si no se efectúa ningún intento de encendido, se debe revisar el fusible. Si el fusible está en buen estado, comprobar la alimentación de tensión y de masa directamente en la bobina de reactancia. La tensión debe alcanzar como mínimo los 9 voltios. si tanto la alimentación de tensión y de masa como la lámpara de xenón están en buen estado, la causa radica en una bobina de reactancia defectuosa.

Bi-xenón: Bi-xenón significa que las luces de carretera y de cruce son implementadas por un modulo de proyección. Tiene la ventaja de que se requiere una única bobina de reactancia. De este modo se implementan en un espacio de montaje mínimo dos distribuciones de luz con un gran flujo luminoso.

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Funcionamiento: Mediante el uso de un panel móvil resulta posible conmutar de forma puramente mecánica entre las distribuciones de luz para las luces de carretera y cruce. D esta manera, aparte del mecanismo actuador para el panel no es preciso el coste adicional de un faro aparte con una electrónica de control propia. Además, la luz de carretera tiene un mayor alcance y la iluminación de las cunetas es sensiblemente mejor.

Advertencias sobre el montaje ilegal de la luz de xenón: Se adquiere un juego con cables, fuente luminosa de xenón y bobina de reactancia (ver fig. 4), se extrae del faro la lámpara halógena, se sierra un orificio en la cubierta, se inserta la lámpara de xenón en el reflector, se conecta la bobina de reactancia electrónica a la red de a bordo y ya está listo el faro de xenón. Esto pone en peligro a otros conductores debido a deslumbramiento extremo e infringe la ley: el permiso de circulación del vehículo prescribe y se limita la protección del seguro. Sólo son legales los juegos de faros de xenón completos y homologados, que incluyen regulación automática del alcance luminoso y sistema de limpieza de faros. Fundamento legal: En Europa sólo pueden montarse ulteriormente sistemas de faros de xenón completos. Constan de un juego de faros homologados (por ejemplo, con la marca E1 en el dispersor), una regulación automática del alcance luminoso y un sistema de limpieza de faros (prescripción conforme al reglamento ECE R48 y observancia de las normativas nacionales). Cada faro recibe su homologación junto con la fuente luminosa (halógena o de xenón) con la que se utiliza.

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Si se sustituye la fuente luminosa por una fuente luminosa no homologada ni prevista para la homologación del faro, prescribe esta homologación y con ello el permiso de circulación del vehículo (art. 19 StVZO [Código de circulación y matriculación alemán], párrafo 2, frase 2, n° 1). La conducción sin permiso de circulación da lugar a restricciones de la protección del seguro (art. 5, párrafo 1, n° 3 KfzPflW [Reglamento del seguro obligatorio de vehículos automóviles]). También el vendedor de tales dispositivos de iluminación no homologados se enfrenta a reclamaciones por daños y perjuicios por parte de los compradores. Y es que, con la venta de estos componentes, el vendedor no sólo asume la garantía de que pueden ser utilizados para la finalidad prevista, sino que en determinadas circunstancias asume también, y por una cuantía ilimitada, los riesgos del siniestro. Trasfondo técnico: Valores de deslumbramiento elevados: mediante mediciones en el laboratorio de luz se constató que la distribución activa de luz de un faro desarrollado para lámparas halógenas y utilizado ilegalmente con una fuente luminosa de xenón ya no se corresponde en modo alguno con los valores calculados originalmente. En sistemas de reflexión se midieron valores de luz deslumbrante que superan hasta 100 veces los valores límite admitidos. Los faros de estos vehículos ya no tienen límite claro-oscuro y tampoco pueden ajustarse. Los valores de luz deslumbrante se corresponden con los de faros de luz de carretera. Esto resulta en un grave peligro para otros conductores. Luz de curvas: Luz de curvas dinámica: La luz de curvas dinámica entra en funcionamiento mediante el giro de la luz de cruce en función del radio de la curva que se está trazando en cada momento. El faro de proyección está montado en un marco (véase fig. 1) que puede girarse alrededor del eje vertical.

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El ángulo de giro, en un margen de más/menos 15 grados, está concebido para radios de curva de hasta aproximadamente 200 metros. Si el área iluminada por la luz de cruce al entrar en una curva con un radio de 190 metros es normalmente de unos 30 metros, gracias a la nueva técnica de faros el área se alarga 25 metros más (véase fig. 2).Dado que la distribución de la luz se corresponde con el ángulo de dirección, el conductor identifica con antelación el trazado de la curva al girar y puede adaptar en consecuencia su estilo de conducción. La luz de curvas activa actúa tanto en la función de luz de cruce como en la de luz de carretera, y se adapta continuamente a la velocidad de marcha actual. Mientras los faros siguen instantáneamente el giro del volante cuando se circula a velocidades elevadas, el mecanismo de giro actúa más lentamente cuando se circula a baja velocidad, a fin de distribuir la luz de la forma en que el conductor la necesita. Luz de curvas combinada estática-dinámica: Para radios de curva mayores (como en las autopistas) o menores (como en las carreteras) se opta por reforzar la luz de curvas dinámica con una luz de curvas o luz basculante estática adicional (ver fig. 3). Se activa adicionalmente a la luz de cruce, automáticamente e independientemente de la velocidad, si el conductor acciona el intermitente para girar o traza curvas cerradas. Para ello, una unidad de control evaluará los parámetros velocidad, ángulo de dirección y señal intermitente. Para aumentar el confort de esta función luminosa, la conexión y desconexión no se realizan inmediatamente, sino mediante la atenuación creciente o decreciente de los sistemas según parámetros temporales especiales.

Consejos para la manipulación de la luz de curvas. Consecuencias en caso de fallo: No se produce ninguna iluminación de las curvas con la luz de curvas dinámica. No se produce ninguna iluminación de la luz de curvas estática al girar. Se enciende el testigo de control en el cuadro de instrumentos.

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Diagnóstico de fallos: El funcionamiento de la luz de curvas dinámica puede comprobarse al circular despacio y girando ligeramente el volante. En la luz de curvas estática, puede comprobarse el funcionamiento accionando el intermitente y durante una marcha en círculo alternante (no superior a 40 km/h). En algunos vehículos tales como el Mercedes Benz W 211, también es posible diagnosticar el sistema mediante un dispositivo de diagnóstico.

Faros con tecnología LED: Debido a sus propiedades, los LED también se utilizan desde hace poco tiempo en faros de serie. Mediante cinco LED blancos de alta potencia por faro, como p. ej. en el Audi A8, se genera la luz de marcha diurna, pero también la luz de posición atenuada durante la noche. Faros con tecnología CELIS@: Gracias a la tecnología CELIS@ (Central Lighting Systems), mediante unos cables de fibra de vidrio o unas finas barras de plástico se conduce la luz desde una fuente de luz central (p. ej. LED) hasta el punto deseado.

Comprobación y ajuste de faros: El ajuste correcto de los faros es la condición básica para una iluminación óptima de la carretera y la identificación precoz de peligros. Por este motivo, una vez al año se debe comprobar el perfecto funcionamiento y ajuste de los faros. Para el ajuste de los faros, proceder de la siguiente manera: Comprobar el funcionamiento de los faros. Revisar los dispersores en busca de impactos de piedras, arañazos y turbiedad. Conducir el vehículo sobre una superficie llana (observando las normativas nacionales) y preparar el vehículo de la forma prescrita (p. ej. los neumáticos deben tener la presión de aire correcta, etc.). En vehículos con suspensión hidráulica o neumática se deben tener en cuenta las indicaciones del fabricante. En muchos vehículos con regulación automática del alcance luminoso es necesario un dispositivo de diagnóstico para el diagnóstico de fallos y para el ajuste de los faros, dado que la unidad de control de la regulación del alcance luminoso se debe hallar en el "modo de ajuste básico" durante el ajuste. Si el límite claro-oscuro está correctamente ajustado, se almacena este valor como nueva posición de regulación.

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En caso de regulación manual del alcance luminoso, se debe ajustar el mando a la posición inicial. Se debe alinear el aparato de reglaje de faros (SEG) frente al vehículo con ayuda del visor de banda ancha (ver fig.). Mediante la rueda de escalas, ajustar al porcentaje correcto la pantalla de comprobación del aparato de reglaje de faros. Este porcentaje corresponde al ángulo de inclinación del límite claro-oscuro del faro. El valor necesario para las luces de carretera y de cruce se encuentra cerca del faro o directamente sobre éste, p. ej. 1 ,2 % = 12 cm de inclinación sobre una distancia de 10 m. Comprobar y, en caso necesario, ajustar el límite claro-oscuro del faro. Mediante el luxómetro se comprueba que no se supere el valor de deslumbramiento máximo admisible de la luz de cruce.