1.
PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA ILUMINACIÓN
1.1. Fotometría y unidades de medida Intensidad luminosa Cantidad de luz emitida por una fuente luminosa en una dirección determinada. La unidad de intensidad luminosa es la Candela (cd). Un proyector de automóvil tiene una intensidad luminosa de 20.000 a 150.000 cd en el eje del proyector y un piloto antiniebla 150 cd. Flujo luminoso Cantidad de luz irradiada en todas las direcciones por una fuente luminosa. La unidad de medida es el Lumen (lm). El flujo luminoso emitido por una candela (cd) equivale a 12,57 lúmenes (lm) Una lámpara C.E. tiene un flujo luminoso de 450 lm, una halógena H7 1.100 lm, una lámpara de descarga D2S 3.000 lm y una lámpara P21W 460 lm. El rendimiento luminoso total denominado también intensidad luminosa específica, se define como la razón del flujo luminoso que sale de la fuente a la potencia eléctrica total absorbida por ella y se expresa en lúmenes por vatio (lm/W). Iluminación Flujo luminoso incidente por unidad de área. La unidad de medida es el Lux (lx) que equivale a la iluminación de una superficie que recibe, normalmente y de un modo uniformemente repartido, un flujo luminoso de 1 lumen por m2. La iluminación en el suelo a 50 m. proporcionada por dos proyectores es de 15 lux La iluminación de una superficie es directamente proporcional a la intensidad luminosa de la fuente emisora, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre la fuente luminosa y la superficie iluminada. La luminancia de una fuente luminosa es la relación de su intensidad luminosa en candelas y su superficie en metros cuadrados. La unidad de luminancia es el Nit, siendo 1 Nit = 1 cd/ m2 . 1.2. Parámetros fotométricos Haz de cruce El haz luminoso de cruce queda determinado por los 6 parámetros que se indican a continuación (fig. 3.1 y 3.1a) y que sirven de base para comparar dos proyectores:
1 / 71
PROFUNDIDAD
CONFORT
ANCHURA
Iluminación media de la carretera a una distancia de 60 metros por delante del vehículo.
Iluminación sobre la superficie de la carretera a una distancia entre 30 y 60 metros.
Iluminación media a lo ancho de la carretera incluyendo sus aledaños en una distancia entre 20 y 30 metros.
Corresponde a la distancia de visibilidad del conductor con atención concentrada, es decir, cuando efectúa recorrido cortos a gran velocidad.
Corresponde a la distancia de visibilidad del conductor con atención difusa, es decir, cuando efectúa largos recorridos a velocidad moderada.
La anchura permite posicionar bien el vehículo en las curvas o en situaciones de mala visibilidad (niebla).
Fig. 3.1. Parámetros de cruce 2 / 71
MALESTAR
Exceso de iluminación de la calzada en la proximidad del vehículo que dificulta ver más lejos. El malestar es responsable de fatiga en el conductor.
DESLUMBRAMIENTO
Cantidad de luz entre el 1 y 2% por encima del corte del haz luminoso. El deslumbramiento depende sobre todo del mal reglaje de los proyectores y, además, de la calidad y estado de la superficie del reflector, de su forma y definición de las estrías del cristal. El deslumbramiento es causa de peligro para el conductor que viene en sentido contrario.
HOMOGENEIDAD
Existen dos tipos de homogeneidad: Homogeneidad estática (vehículo parado) y dinámica (vehículo en movimiento). Si el haz luminoso no es homogéneo y presenta “manchas de luz” (exceso o falta de luz), se impide una buena visibilidad causando fatiga en el conductor.
Fig. 3.1a. Parámetros de cruce
3 / 71
Haz de carretera El haz de carretera queda definido por los 4 parámetros que se indican a continuación (ver fig.3.2):
PROFUNDIDAD
Iluminación de la calzada a más de 150 metros.
CONFORT
Iluminación de la calzada entre 50 y 150 metros.
ANCHURA
Iluminación de la calzada entre 30 y 50 metros.
MALESTAR
Exceso de luz hasta una distancia de 20 metros.
Fig. 3.2. Parámetros de carretera 4 / 71
2.
MISIÓN DE LA ILUMINACIÓN
2.1. Descripción de un proyector Se distinguen dos generaciones de proyectores: Primera generación (proyectores de cristal móvil años 60, 70 y 80) Estos proyectores se componen de los elementos siguientes (figura 3.3): -
Embellecedor: tiene una función estética y a la vez, cubre los tornillos de reglaje y fijación del bloque óptico.
-
Carcasa: realiza la unión mecánica entre el bloque óptico y la carrocería del vehículo.
-
Bloque óptico: se compone de un reflector y un cristal óptico.
Estos tres elementos son independientes y desmontables entre si. En esta tecnología el bloque óptico necesita unas lengüetas de fijación y un espacio de tolerancia importante con la carrocería, el reglaje de los proyectores se realiza desplazando todo el bloque óptico, por medio de los tornillos de reglaje previstos al efecto. Esta tecnología tiene la ventaja de costes de producción relativamente bajos, pero la unión proyector-carrocería no es muy correcta, dando problemas aerodinámicos y de estética. En los años 80 esta tecnología evoluciona con los proyectores de cristal fijo, que elimina la carcasa siendo el propio reflector el que asume la función.
5 / 71
Segunda generación (proyectores de cristal fijo y reflector móvil) Estos proyectores se componen de un módulo completo, formado por el proyector propiamente dicho, el corrector de profundidad y el piloto (figura 3.4). El proyector a su vez, se compone de los siguientes elementos: -
Cristal
-
Reflector
-
Carcasa
-
Cubierta: permite el acceso a las fuentes luminosas (lámparas).
-
Máscara: proporciona un aspecto de continuidad entre el reflector y el cristal. Esta pieza tiene una función estética y no se encuentra en todos los modelos de proyector.
-
Corrector de profundidad: permite regular la profundidad del haz luminoso de cruce en función de la carga del vehículo, las últimas generaciones de proyectores tienden a incorporar correctores eléctricos, abandonándose definitivamente los de mando neumático e hidráulico.
En algunos casos, el módulo incluye un sistema de limpia-proyectores. En esta generación de proyectores con carcasa, el cristal es fijo. El reglaje se realiza desde el interior del proyector mediante el desplazamiento del reflector, por medio del tornillo de reglaje previsto al efecto. Esta tecnología permite optimizar la unión del proyector a la carrocería, pero resulta más costosa que la tecnología de cristal móvil de los años 80.
6 / 71
2.2. Sistema óptico: el reflector Un sistema óptico esta compuesto de 3 elementos fundamentales: -
Reflector
-
Cristal
-
Fuente luminosa
El objeto del reflector es captar la mayor cantidad posible de luz y ordenar los rayos del haz de luz emitido por la fuente luminosa (lámpara), para proyectarlos en una sola dirección y conseguir el máximo alcance posible. El reflector también se denomina con frecuencia espejo o parábola. La potencia de un sistema de iluminación está en función: -
Del flujo luminoso emitido por la lámpara
-
De la superficie reflectante (calidad de la superficie, materiales empleados en su fabricación, tipo de superficie utilizada y tamaño del reflector) ver los ejemplos que se exponen en la fig. 3.5.
Tipos de reflectores y Reflector parabólico Tiene forma parabólica, generalmente dispone de una lámpara de doble filamento (H4 o C.E.) para las funciones de cruce y carretera. 7 / 71
Función carretera: La fuente luminosa (filamento de lámpara) se sitúa en el foco geométrico de la parábola (F), de este modo, los rayos reflejados en su superficie se proyectan paralelos al eje AB del reflector (fig. 3.6). Función cruce: La fuente luminosa (filamento de lámpara) se sitúa delante del foco geométrico de la parábola y dispone en su parte inferior, de una pantalla ligeramente inclinada denominada tapa-luz, con la función de suprimir los rayos luminosos que se reflejarían en la mitad inferior del reflector, que son los que generan el deslumbramiento de los vehículos que circulan en sentido contrario. Esta particularidad de la función de cruce, supone desgraciadamente la perdida de la mitad del flujo luminoso emitido por la lámpara. La fuente luminosa C situada delante del foco (F) de la parábola y con el tapa-luz D, proporciona un haz de luz asimétrico dirigido hacia abajo (convergente) y limitado por un corte limpio no deslumbrante (fig. 3.7 y 3.8). Las lámparas de doble filamento (H4 o C.E.) para las funciones de cruce y carretera, se posicionan dentro del reflector por medio de un casquillo metálico en posición única, de modo que, el filamento de carretera coincida con el foco de la parábola, mientras que el de cruce se sitúa por delante del foco. El reflector parabólico se utiliza indistintamente en aplicaciones de iluminación y señalización.
8 / 71
y Reflector de superficie compleja (SC) La superficie compleja es una configuración particular del reflector, obtenida mediante el cálculo por ordenador de aproximadamente 50.000 puntos (sucesión de pequeñas superficies reflectantes), que definen la superficie total del espejo reflector (figura 3.9). Por medio de procedimientos matemáticos especiales (HNS) y programas luminotécnicos especialmente desarrollados (CAL), el ordenador determina la posición específica de todos los puntos y define el diseño final del objeto (forma de la superficie reflectora). Cada uno de estos puntos de la superficie reflectante, presenta una orientación tal que reenvía la luz a la zona adecuada de la carretera, en función de la aplicación para la que ha sido desarrollado (cruce, antiniebla, carretera, etc.). Con distancias focales pequeñas, estas técnicas permiten acomodar en el espacio constructivo de un reflector parabólico convencional (lámpara H4), tres reflectores separados, para luz de cruce, luz de carretera y luz antiniebla (lámparas H1 ó H2) y al mismo tiempo aumentar el rendimiento luminoso (fig. 3.10). Esta tecnología suprime el tapa-luz característico de la superficie parabólica, utilizando toda la superficie del reflector con una distribución de luz óptima. En la superficie compleja los 360º del reflector son aprovechados, mientras que el tapa-luz de un reflector parabólico solo utiliza 195º, esta particularidad, determina una ganancia de flujo luminoso de hasta un 80 % en la tecnología de superficie compleja: 360º/195º = 1,8 (80% más de flujo luminoso).
9 / 71
Evolución de los proyectores de superficie compleja 1ª Generación SC1 (1989): El haz luminoso es distribuido en sentido vertical directamente por la superficie del reflector y en sentido horizontal por un cristal protector estriado que adapta el ancho de luz por refracción (figura 3.11). 2ª Generación SC2 (1992): El haz luminoso es distribuido totalmente por la superficie del reflector, el cristal puede ser liso y tiene una función exclusiva de protección y decorativa. Esta tecnología está adaptada especialmente a los proyectores antiniebla (figura 3.12). 3ª Generación SC3 (1995): La superficie SC3 es idéntica a la superficie SC2, con la única diferencia de que dispone de pequeñas estrías en la superficie del reflector, que optimizan la homogeneidad del haz luminoso y a la vez, proporcionan al proyector un aspecto como de diamante (figura 3.13). La tecnología SC3 permite un mayor grado de libertad de estilo y de adaptabilidad a los volúmenes con frecuencia estrechos por motivos aerodinámicos, disponibles en las carrocerías: El cristal es liso o provisto según diseño de estrías decorativas y puede presentar una inclinación de hasta 60º, proporcionando dos veces más de luz que otro proyector del mismo tamaño y tecnología parabólica convencional. El tamaño del proyector puede ser más reducido, obteniéndose las mismas prestaciones.
10 / 71
Ventajas y avances de la superficie compleja En todos los casos la superficie compleja optimiza el rendimiento luminoso del reflector y ofrece avances en seguridad, confort y estética: -
Aporta un 80% más de luz en relación al proyector clásico de tecnología parabólica.
-
Se suprimen las zonas oscuras al pasar del haz de cruce a carretera. La lámpara monofilamento del reflector mantiene la función de cruce superponiéndose al haz de carretera.
-
Adaptación a las nuevas tendencias de diseño y estilo. La utilización de cristales lisos unido a la menor temperatura del haz luminoso, permite el empleo de plástico (policarbonato) para el cristal de protección, más ligero y maleable que el vidrio, propiedades importantes a la hora de realizar formas complejas de diseño, con inclinaciones de 20 a 30º en los proyectores con tecnología SC1, y hasta 60º para los de 3ª generación SC3, esta particularidad, permite reducir la altura del proyector, mejorando su implementación en las modernas carrocerías, con frontales cada vez más estilizados y “CX” mejorados. El cristal plástico ofrece además una amplia libertad de diseño y estilo.
-
La seguridad en caso de rotura del cristal esta asegurada ya que la calidad del haz luminoso no se ve afectada (es el reflector el que realiza la distribución vertical y horizontal del haz), en consecuencia, se puede continuar sin perder visibilidad ni deslumbrar a los conductores que vienen en sentido contrario, hasta el taller más cercano y sustituir el proyector.
Los proyectores diseñados con la tecnología de superficie compleja, se adaptan a todas las funciones de iluminación del automóvil (cruce, carretera, antiniebla, etc.). Esta tecnología se utiliza igualmente hoy en los pilotos de señalización, para los que ofrece las mismas ventajas que para los proyectores delanteros y Reflector elíptico Como se desprende de su denominación, tiene forma de elipsoide con diseño asistido por ordenador para optimizar su superficie, lo que asegura la correcta distribución de la luz, mejorando sustancialmente, la relación entre la anchura del haz y la profundidad (distancia de visibilidad). Su característica fundamental es su gran capacidad para concentrar mucha luz con un reflector de pequeña altura, sin embargo, necesita de una gran profundidad (168 mm.).
Principio de funcionamiento Situando una fuente luminosa en el foco posterior (2) de un reflector elíptico, todos los haces luminosos obtenidos por reflexión en la superficie elíptica, pasan necesariamente por el foco delantero (3) del elipsoide que coincide con el foco de la 11 / 71
lente (objetivo), posteriormente el haz luminoso atraviesa la lente convergente que se ocupa de proyectar adecuadamente la luz hacia la calzada (fig. 3.14).
Características generales de los reflectores elípticos -
La fuente luminosa esta constituida por una lámpara sin tapaluz situada en el foco posterior del reflector (2). Se montan dos tipos de lámparas: Lámpara halógena (proyectores elípticos de cruce y antiniebla) Lámpara de descarga (proyectores elípticos de cruce)
-
El reflector es de metal o aluminio moldeado, capta el flujo luminoso emitido por la fuente y lo proyecta según una distribución predefinida en el plano focal de la lente convergente. Toda la anchura del haz viene dada por el reflector cuyos parámetros están optimizados por ordenador.
-
La lente convergente (óptica de proyección) asegura la distribución óptima del flujo luminoso, concentrándolo en una dirección muy precisa sobre la calzada por delante del vehículo.
-
La imagen del diafragma situado entre el reflector y el foco delantero (3) se proyecta por debajo de la horizontal permitiendo eliminar todo el flujo luminoso deslumbrante, de este modo, se obtiene un corte neto del haz luminoso (límites entre la zona iluminada y la oscura definidos con total precisión) . 12 / 71
y Reflector Polielípsoidal Este proyector dispone de una configuración diferente al proyector elíptico convencional visto en el apartado anterior. Es un reflector diseñado con las tecnologías elíptica y de superficie compleja, el resultado es una superficie reflectora optimizada, en la que los haces luminosos obtenidos por reflexión, no concurren justamente en el foco delantero (3), como ocurre en los proyectores elípticos convencionales, sino que registran direcciones modificadas por el nuevo reflector (figura 3.15). Los proyectores diseñados con esta tecnología, permiten disponer de un diámetro de lente más reducido (50 mm) en relación con un proyector elíptico tradicional con lámpara de descarga. El proyector polielípsoidal esta adaptado especialmente al haz de cruce. Características Las mismas que el reflector elipsoidal con las mejoras siguientes: -
El proyector polielípsoidal es menos profundo (138 mm) lo que mejora su implementación en carrocería.
-
La homogeneidad y distribución del flujo luminoso son óptimas.
-
El volumen es más reducido que en los proyectores elípticos tradicionales.
-
Mejora la libertad de diseño, estilo y forma del proyector.
13 / 71
2.3. Sistema óptico: el cristal Misión Los cristales de dispersión tienen la tarea de desviar con precisión la luz emitida por los reflectores y dispersarla o agruparla en un haz para lograr el efecto luminoso deseado sobre la calzada. Para realizar estas funciones, el cristal de dispersión dispone en su cara interna de una serie de elementos lenticulares y prismáticos, así como superficies planas, con el fin de lograr tanto una luz de carretera de largo alcance, como una luz de cruce bien distribuida, optimizando los parámetros fotométricos (profundidad, confort y anchura), ver figura 3.16 y 3.17. La cara exterior del cristal de dispersión es siempre lisa, para evitar que se acumule suciedad en el mismo. Materiales de los cristales de dispersión y Cristal de vidrio Los cristales utilizados en los proyectores de automoción son de vidrio prensado, con un alto grado de pureza y exento de burbujas y aguas (fig.3.18). La definición de los elementos ópticos del cristal, es fundamental para obtener una iluminación de buena calidad, con este fin, se ha desarrollado la fabricación de cristales con “elementos ópticos evolutivos” que suprime las separaciones horizontales entre las diferentes zonas de elementos verticales, responsables de aumentar el deslumbramiento y deterioro de la homogeneidad del haz luminoso.
14 / 71
y Cristal plástico La finalidad es sustituir el vidrio (pesado, poco flexible y frágil) por un material plástico, ligero, resistente y que permite prácticamente todas las formas de moldeo, incluso las más elaboradas y complejas (fig. 3.19). Dependiendo de la tecnología utilizada, puede ser de diseño estriado, asumiendo la distribución del haz luminoso (ej. Peugeot 106) o liso, en este caso el cristal de plástico solo tiene una función de protección y estética (ej. Ford KA), la distribución del haz luminoso la realiza en su totalidad el reflector. El cristal esta fabricado en policarbonato (material orgánico) y protege con igual eficacia al proyector contra los impactos y la intemperie. Gracias a un barniz de alta protección aplicado a la superficie del cristal de plástico, queda protegido contra el amarilleo provocado por los rayos UV del sol, las ralladuras y los disolventes presentes en los hidrocarburos (protección contra las fisuras). Ventajas -
El cristal de plástico se trabaja fácilmente, permitiendo moldear diseños y formas muy elaboradas. Permite integrar las funciones de cruce, carretera, posición y antiniebla bajo una misma cubierta, con mayor inclinación y homogeneidad de estilo y diseño. Resulta más ligero, la reducción de peso con respecto al vidrio puede alcanzar hasta un 60%. Es más resistente a los choques y golpes que el cristal de vidrio.
Cuando el cristal plástico es liso, es decir, sin óptica de dispersión, ofrece además las siguientes mejoras adicionales: -
Efecto de profundidad y transparencia que realza el diseño y mejora el aspecto de los proyectores. Inclinación hasta 60º sin modificar sus prestaciones luminosas. Mayores posibilidades de integración a las líneas más aerodinámicas de las modernas carrocerías. Abre nuevos horizontes en materia de diseño y estilo, con altas prestaciones en la calidad de iluminación.
15 / 71
2.4. Sistema óptico: la fuente luminosa Para conseguir la iluminación del espacio necesario por delante del vehículo, es necesario transformar la energía eléctrica en luminosa, lo que se consigue mediante el empleo de los radiadores térmicos (lámparas). La calidad de la iluminación depende básicamente de la calidad de la fuente luminosa, por este motivo, las lámparas son fundamentales para la seguridad de los vehículos durante la conducción nocturna, permitiendo durante el día la correcta señalización del vehículo. Lámparas de incandescencia (lámpara de vacío) La lámpara de incandescencia con filamento de volframio pertenece al grupo de radiadores térmicos. El filamento se pone incandescente al ser atravesado por una corriente eléctrica. El rendimiento luminoso de una lámpara estándar es escaso y su vida útil limitada, a causa del ennegrecimiento de la ampolla con las partículas de volframio evaporadas del filamento. Por este motivo, las lámparas de incandescencia han sido sustituidas casi completamente por lámparas de halógeno, en su función de fuentes luminosas para los proyectores o faros. Únicamente en los servicios de señalización y maniobra (posición, freno, intermitentes, marcha atrás, etc.) siguen utilizándose lámparas de incandescencia (fig. 3.20). Lámparas de halógeno La intensidad luminosa que proporciona una lámpara de incandescencia, depende de la temperatura que alcance su filamento, cuanto mayor sea ésta, mayor intensidad luminosa se obtiene. Simultáneamente con el aumento del rendimiento luminoso, la alta temperatura del filamento, produce la vaporización del volframio que lo forma, es decir, el aumento de energía que experimentan los átomos del volframio, produce la emisión electrónica siendo empujados los electrones fuera de sus órbitas. Como consecuencia de la emisión electrónica, las partículas metálicas del filamento son despedidas en todas direcciones, chocando contra las paredes de la ampolla, lo que ocasiona un ennegrecimiento de la misma, que con el tiempo se vuelve más opaca disminuyendo la emisión del flujo luminoso. Simultáneamente se reduce la sección del filamento que se debilita de forma paulatina, acortando la vida útil de la lámpara 16 / 71
Para paliar estos inconvenientes, las lámparas de alógeno se rellenan de gas alógeno, (yodo o bromo) que permite que la temperatura del filamento alcance casi el punto de fusión del volframio (unos 3400 0C) y por tanto un alto rendimiento luminoso (fig. 3.21). El volframio evaporado se une con el gas de relleno en las proximidades de la pared caliente de la ampolla y forma un gas transparente (haluro de volframio) que impide que el metal se deposite en la ampolla de cristal. Este compuesto gaseoso es estable en un intervalo de temperaturas de 200 a 1400 0C. Cuando el haluro de volframio llega a las inmediaciones del filamento, la alta temperatura de éste lo descompone a su vez en volframio (que se deposita sobre el filamento regenerándolo) y en yodo, libre para iniciar un nuevo ciclo de regeneración (fig. 3.22). Para mantener este proceso cíclico de regeneración, se requiere que la temperatura exterior de la ampolla de la lámpara sea de 300 0C aproximadamente, lo que requiere sustituir el vidrio por cristal de cuarzo. La ventaja adicional derivada de lo anterior, es la posibilidad de trabajar con mayor presión de llenado y contrarrestar la evaporación del volframio a baja temperatura. No obstante, debido a la alta temperatura de la ampolla incluso los más pequeños sedimentos grasos, como el contacto directo con los dedos, conducen a la formación de depósitos que pueden atacarla y destruirla. En el proceso de regeneración hay siempre una perdida de volframio que debilita el filamento, pero es mucho menor que en las lámparas de incandescencia, en las que no existe regeneración, lo que representa una vida útil mayor de las lámparas de alógeno. Este tipo de lámpara presenta la ventaja de que su potencia luminosa es muy superior a la de una lámpara convencional, con un pequeño aumento del consumo de corriente,
17 / 71
además, la ausencia casi total de ennegrecimiento en la ampolla, hace que su potencia luminosa sea prácticamente igual durante toda su vida. La zona recubierta con pintura denominada “escudo de luz directa”, tiene la misión de suprimir el flujo luminoso directo que no es dirigido por el reflector. El empleo de la lámpara alógena en lugar de la convencional aporta un fuerte aumento de la energía luminosa, para luz de carretera 1.200 lúmenes en lugar de los 700 de la convencional y en luz de cruce 750 lúmenes frente a 450. Los faros alógenos dan mayor profundidad de visión en la luz de carretera, mientras que en la de cruce, aunque la distancia iluminada es la misma, la establecida en el código de circulación, la luz es mucho más intensa y el haz luminoso más ancho, lo que proporciona una mejor visión de los bordes de la calzada. Lámparas de descarga de gas Se entiende por descarga de gas la descarga eléctrica producida al pasar la corriente eléctrica a través de un gas, proceso en el que se emite radiación (ejemplos: lámparas de vapor de sodio para alumbrado de calles y lámparas fluorescentes para iluminación de interiores). Las fuentes luminosas de descarga de gas, en combinación con los sistemas electrónicos de alumbrado “Litronic” y “Velarc bifunción”, están adquiriendo una creciente importancia para los vehículos, ya que permiten una mejor adaptación a los hábitos visuales y una iluminación de mayor alcance, más clara y homogénea de la calzada. Tienen una duración tan prolongada que casi nunca es necesario cambiarlas en toda la vida de servicio del vehículo. Además permiten diseñar faros compactos para vehículos de frontal sin resaltes. La lámpara de descarga de gas se rellena con xenón, un gas noble, y una mezcla de haluros metálicos. Para su encendido es necesario montar un circuito electrónico auxiliar. Cuando se aplica la tensión de encendido de 10...20 kV, el gas situado entre los electrodos se hace conductor (se ioniza) y origina la formación de un arco voltaico (fig. 3.23). Mediante la alimentación controlada de corriente alterna (400 Hz), la sustancia metálica de relleno se evapora como consecuencia del aumento de temperatura en el quemador y la lámpara emite luz. La lámpara no suele alcanzar todo su brillo hasta unos segundos después, cuando se han ionizado todas las partículas. Para acelerar este proceso, se hace circular una “corriente de arranque” más elevada. Una vez logrado el máximo rendimiento luminoso, se limita la corriente de la lámpara. A partir de este momento es suficiente con una tensión de funcionamiento de solo 85 V para mantener el arco voltaico (fig. 3.24). 18 / 71
Esta técnica presenta ventajas decisivas en comparación con las lámparas de incandescencia: - Larga duración, puesto que no se evapora metal sólido y la lámpara no tiene ningún desgaste mecánico. - Alto rendimiento luminoso por la alta temperatura de la mezcla de gases (superior a 4.000 K). - Mejora del rendimiento por el mayor rendimiento luminoso y el menor consumo, ya que la temperatura de funcionamiento necesaria es más baja. Las lámparas de descarga de gas para vehículos, se fabrican con casquillo enchufable y ampolla de vidrio protector de UV, en las versiones siguientes: -
-
Lámpara D2R con “sombreador” integrado para generar el límite entre la zona iluminada y la oscura (equivalente a la caperuza utilizada en la luz de cruce con lámpara halógena H4), para faros de reflexión fig. 3.25. Lámpara D2S para faros en ejecución PES (Sistema PoliElipsoide) fig. 3.25.
19 / 71
Lámparas de alumbrado para vehículos
20 / 71
Las lámparas de alumbrado para vehículos según CEE-37 son de 6 V, 12 V, y 24 V. Los distintos tipos de lámparas se caracterizan mediante casquillos de formas diferentes, además, cuando las lámparas tienen el mismo casquillo pero diferente tensión, debe figurar rotulada la misma para evitar errores de montaje. El rendimiento luminoso (lumen por vatio) es el rendimiento luminotécnico obtenido en función de la potencia eléctrica suministrada. En las lámparas de vacío es de 10 a 18 lm/W, en las de halógeno de 22 a 26 lm/W (a causa sobre todo de la mayor temperatura del filamento) y en las de descarga de gas D2R y D2S es de 85 lm/W que contribuye a una mejora sustancial de la luz de cruce (ver figura 3.26). y Lámparas de halógeno de potencia luminosa mejorada (H1+30 y H4+30) Desarrollo posterior de las lámparas H1 y H4, el filamento de estas lámparas es más delgado, siendo posible que funcione a temperaturas más elevadas. Por este motivo, se obtiene una densidad superior de luz y el reflector puede dirigir flujo luminoso hacia las zonas más necesitadas de alumbrado. y Lámparas de halógeno blue lights Este tipo de lámparas se diferencia de las H1, H3, H4 y H7 por dos motivos. Por una parte utiliza un filamento diferente y por otra la ampolla de cristal tiene un tono azulado, estas particularidades, consiguen un filtrado de la luz infrarroja, lo que permite que la luz se perciba con más claridad y mayor contraste.
3. ILUMINACIÓN DE LA PARTE DELANTERA DEL VEHÍCULO 3.1. Faros principales Misión La misión de los faros principales de un vehículo es doble: por un lado deben garantizar el máximo alcance visual con el mínimo deslumbramiento del tráfico en sentido contrario, y por otro, proporcionar una distribución luminosa que satisfaga las necesidades de circulación en el área inmediata. Las curvas han de poder tomarse con seguridad, es decir, la distribución lateral de luz debe sobrepasar los bordes de la calzada. No es preciso conseguir una densidad luminosa totalmente homogénea sobre la calzada, pero deben evitarse los grandes contrastes de densidad luminosa. Luz de carretera Como ya adelantamos al exponer el reflector parabólico, la luz ce carretera es producida normalmente por una fuente luminosa dispuesta en el foco del reflector, de modo que la luz reflejada salga en un haz paralelo al eje del mismo (fig. 3.27). La intensidad de iluminación máxima alcanzada con la luz de carretera, depende esencialmente de la superficie luminosa del reflector. Además de los reflectores parabólicos puros de luz de carretera, se montan también, sobre todo en sistemas de cuatro y seis faros, reflectores de superficie compleja que permiten utilizar simultáneamente la luz de carretera y la de cruce. 21 / 71
En estos sistemas de reflectores de superficie compleja, la distribución de la luz de carretera pura se diseña de manera que, junto con la distribución de la luz de cruce pura, se obtenga una distribución armónica de la luz de carretera (conmutación simultanea), suprimiéndose así, la zona de solape perturbadora habitual en el campo delantero de la distribución de luz. Luz de cruce La fuente luminosa de la luz de cruce se encuentra delante del foco del reflector, de este modo después de la reflexión, el haz luminoso tiende a inclinarse hacia el eje del reflector (fig. 3.28). Una caperuza o pantalla ligeramente inclinada también llamada “tapa - luz”, suprime los rayos luminosos que se reflejarían en el campo inferior del reflector en forma plana hacia arriba. Por lo tanto, el borde de la caperuza se reproduce sobre la calzada como un límite entre la zona iluminada y la oscura, que evita por un lado, el deslumbramiento del tráfico en sentido contrario y por otro, consigue una iluminación relativamente intensa por debajo del límite entre la zona oscura y la iluminada (fig. 3.29). A causa de la densidad de tráfico actual, solo es posible utilizar la luz de carretera en casos excepcionales, por este motivo, la verdadera luz de conducción es la luz de cruce. En los últimos años, se ha conseguido mejorar considerablemente la iluminación de la calzada gracias a la adopción de varias medidas fundamentales: -
Introducción de la luz de cruce asimétrica con mayor alcance visual en el borde derecho de la calzada.
-
Homologación de diferentes tipos de lámparas de halógeno, las cuales han aumentado la densidad de iluminación sobre la calzada entre un 50 y 80 %.
-
Introducción de nuevos sistemas de faros con reflectores de superficie compleja (PES y HNS) que mejoran el rendimiento luminoso hasta en un 50 %.
22 / 71
-
Un regulador del alcance de luces, permite ajustar los faros para evitar que los vehículos muy cargados en la parte trasera deslumbren al tráfico en sentido contrario. Además, los vehículos deben incorporar sistemas de limpieza de faros, sobre todo, en sistemas de iluminación con lámpara de descarga de gas.
-
Los sistemas de faros “Litronic” y “Velarc” con lámparas de descarga de gas, aumentan a más del doble la cantidad de luz generada en comparación con las lámparas de halógeno de los sistemas convencionales.
Prescripciones Los faros principales, así como su montaje y utilización, se rigen por disposiciones y directivas oficiales dictadas al efecto. y Luz de carretera, montaje exterior Se autorizan dos luces de carretera como mínimo y cuatro como máximo, así mismo, se permite solo el ensamble y la inclusión con la luz de cruce y las demás luces delanteras. La máxima intensidad luminosa admisible, considerada como suma de las distintas intensidades luminosas de todos los faros de luz de carretera montados en el vehículo, es de 225.000 cd. Este valor se controla mediante números de referencia que figuran indicados en todos los faros, cerca de la marca de homologación. Las 225.000 cd. corresponden al número 75. Cuando un vehículo sólo está equipado con estos faros (sin ningún faro adicional de luz de carretera), la intensidad luminosa total asciende al 40/75 % de 225.000 cd., es decir, a 120.000 cd. y Luz de cruce, montaje exterior Para los vehículos de varias vías se autorizan dos faros de luz de cruce de color blanco y distribución de luz asimétrica.
23 / 71
Para el control del efecto deslumbrante de un faro, se aplica la directiva que considera nulo el deslumbramiento cuando la iluminación a 25 m. de distancia, a la altura del centro del faro, no excede de 1 lux. y Cambio de luces cruce/carrrtera Al cambiar a luz de cruce deben apagarse simultáneamente todos los faros de luz de carretera. Se permite la amortiguación (desconexión retardada) con un tiempo máximo de amortiguación admisible de 5 segundos. Para que el proceso de desconexión no tenga lugar cuando se acciona el avisador de ráfagas, existe un retardo de reacción de 2 segundos. La luz de cruce puede estar encendida en la posición de “luz de carretera” del conmutador de luces (conexión simultanea). Por lo general, las lámparas están diseñadas para el funcionamiento con los dos filamentos encendidos durante corto tiempo. Sistemas de faros (fig. 3.30) En los “sistemas de dos faros” se utiliza un reflector común para las posiciones de luz de carretera y cruce, es el caso de los faros con lámpara H4 provista de dos fuentes luminosas (fig. 3.30a). En los “sistemas de cuatro faros” una pareja de faros se usa para luz de cruce y luz de carretera o solo para luz de cruce, y la segunda pareja para luz de carretera (fig. 3.30b). En los “sistemas de seis faros” al sistema de cuatro faros se le añade un faro antiniebla adicional, integrado en cada uno de los faros principales (fig. 3.30c). 3.2. Tipos de faros Faros convencionales Generalmente son faros con reflectores parabólicos, en los cuales la calidad de la luz de cruce mejora al aumentar el tamaño del reflector. Un montaje lo más alto posible produce un gran alcance luminoso, pero en contraposición con esta medida, la aerodinámica de las carrocerías actuales exige mantener bajo el frontal del vehículo. En la actualidad este tipo de proyectores es más frecuente en furgonetas y camiones.
24 / 71
Faros con reflectores escalonados Los reflectores escalonados son reflectores segmentados, formados por partes reflectoras parabólicas o paraelípticas (en forma de paraboloide elíptico) de diferentes distancias focales. Esta configuración permite disfrutar de las ventajas de los reflectores profundos con una profundidad constructiva reducida (fig. 3.31). y Reflector homofocal Este reflector se compone de un reflector principal y de reflectores adicionales en forma de sectores. Los reflectores adicionales con un foco común, tienen una distancia focal menor que la del reflector principal y por ello contribuyen a mejorar el flujo luminoso eficaz (iluminación delantera inmediata y lateral) pero no aumenta el alcance luminoso. Para estos reflectores es apropiada una lámpara halógena H4 de doble filamento (cruce y carretera) ver fig. 3.31, posiciones 1a y 1b. y Reflector multifocal El principio del reflector multifocal es igual al del reflector homofocal. Dispone de partes paraelípticas con pluralidad de focos que dispersan la luz horizontalmente.
Faros con reflectores no escalonados Son faros con reflectores desarrollados con el programa CAL (Computer Aided Lighting) que permite realizar reflectores de formas no escalonadas denominados VFR (Variable Focus Reflektor) con secciones no parabólicas. Faros sin óptica de dispersión (cristal de cierre diáfano) Son faros con reflectores de geometría compleja HNS (Homogeneous Numerically Calculated Surface) con un rendimiento luminoso de hasta el 50%. Con esta tecnología 25 / 71
la distribución de la luz puede determinarse totalmente desde el propio reflector, es decir, sin perfil óptico en el cristal de dispersión. Los faros con cristal de cierre sin perfil óptico y diáfano, ofrecen nuevas posibilidades en el diseño de proyectores para vehículos. Faros con reflectores facetados En los reflectores facetados la superficie total del reflector se divide en varios segmentos, cada uno de los cuales puede optimizarse con el programa luminotécnico CAL. La característica esencial de estos reflectores es que permiten discontinuidades y escalones en las cuatro superficies reflectantes límite, gracias a lo cual es posible generar una distribución óptima del flujo luminoso. Faros PES (faros de proyección) Son faros con reflectores de superficie elíptica (calculados con el programa CAL) y una óptica de proyección. A diferencia de los faros tradicionales en los que es preciso un cristal de dispersión para la distribución de la luz, en los faros PES (Sistema PoliElipsoide) tal distribución es generada por el propio reflector y reproducida sobre la calzada por una lente. Su funcionamiento es semejante al de un proyector de diapositivas ya que en ambos casos, la función esencial es la reproducción óptica de un objeto: en el proyector de diapositivas el objeto es la propia diapositiva, mientras que en el faro es la distribución de la luz, generada por el reflector y el borde de un diafragma. Dicho borde genera el límite entre la zona iluminada y la oscura, necesaria para la luz de cruce y que según se requiera, puede delinearse con gran nitidez, difuminarse o adoptar cualquier forma deseada (ver apartado de reflectores elípticos). La característica esencial del faro de proyección (fig. 3.32) es su capacidad para concentrar mucha luz, de este modo, con una superficie de salida de luz de tan solo 28 cm2, se puede obtener distribuciones de luz iguales a las de los faros de gran superficie convencionales. Los faros de proyección los podemos clasificar en los siguientes tipos (fig. 3.33): y Faro PES (fig. 3.33a) y Faro PES-PLUS (fig. 3.33b) Parte de la luz es irradiada sobre una sección del reflector situada por debajo del diafragma de imagen, con lo que mejora la iluminación delantera inmediata, además, se amplia el cuadro de señalización que reduce el deslumbramiento psicológico. y Faro PES-PLUS con reflector anular (fig. 3.33c) El efecto conseguido con el principio PES-PLUS es reforzado con un reflector anular adicional, que proporciona ante todo un efecto positivo sobre el tráfico en sentido contrario.
26 / 71
27 / 71
Faros con lámpara de descarga de gas Los sistemas de faros con lámpara de descarga de gas xenón, es actualmente lo más avanzado en iluminación para automóviles, cumple los requisitos luminotécnicos más exigentes tanto por el tipo de luz y brillo, como por su pequeña forma constructiva. Sus más de 1500 horas de vida útil son suficientes para la duración media total que se exige a un automóvil. La iluminación de la calzada es sensiblemente mejor que con faros dotados de lámparas de halógeno (fig. 3.34).
y Componentes Los componentes del sistema de iluminación con lámpara de descarga de gas son los siguientes: -
Unidad óptica con lámpara de descarga de gas. Circuito electrónico adicional con dispositivo de encendido y unidad de control. Sistema de regulación automática del alcance de iluminación. Sistema limpia-lavafaros.
y Funcionamiento Los faros con lámpara de descarga de gas suministran mayor flujo luminoso que los faros halógenos y una distribución de luz óptima adaptada a las necesidades específicas. Los bordes de la calzada resultan claramente visibles durante la marcha y además, en situaciones difíciles y con mal tiempo, la visibilidad y la orientación experimentan una 28 / 71
mejora sustancial. El sistema de iluminación se acompaña siempre, conforme a la norma comunitaria CEE-R48, con un sistema de regulación automática del alcance de iluminación y un sistema limpia-lavafaros, que garantizan en todo momento el aprovechamiento óptimo de su gran alcance y una salida de luz con una óptica impecable. Para el encendido, funcionamiento y supervisión de la lámpara de descarga de gas, se utiliza un circuito electrónico adicional, formado por un dispositivo de encendido y una unidad electrónica de control. El dispositivo de encendido genera la alta tensión necesaria para encender la lámpara de descarga de gas (20.000 V.). La unidad electrónica controla la alimentación de corriente en la etapa de encendido y regula la potencia de lámpara a 35 W régimen estacionario. Durante los primeros segundos fluye una mayor corriente a la lámpara, para que alcance lo antes posible el estado de servicio con la máxima potencia luminosa. Asimismo, se estabilizan las oscilaciones de la tensión de a bordo para evitar modificaciones del flujo luminoso. Si se apaga la lámpara debido, por ejemplo, a una caída extrema de la tensión de la red del vehículo, se encenderá de nuevo automáticamente y en caso de avería, el circuito electrónico adicional interrumpe la alimentación, garantizando así la protección contra contactos accidentales (ver fig. 3.24 donde se describen las fases de encendido de la lámpara de descarga de gas). y Modelos Los faros con lámpara de descarga de gas se emplean para luz de cruce en sistemas de cuatro faros, combinados con faros de luz de carretera de construcción tradicional (fig. 3.35).
Los sistemas ópticos pueden ser los siguientes: -
Faros de proyección PES en combinación con lámparas de descarga de gas D2S (fig. 3.36 y 3.37).
29 / 71
-
Faros de reflexión en combinación con lámparas de descarga de gas D2R y D2S (fig. 3.38 y 3.39). Si se dispone de grandes superficies de salida de luz, pueden utilizarse para el servicio de cruce, faros de reflexión de tecnología parabólica o geometría compleja. La superficie de salida de luz, claramente superior, se caracteriza por la óptica integrada en el cristal de cierre o por una ejecución con cristal de cierre diáfano. Como luz de cruce se utiliza una lámpara de descarga de gas D2R, provista de franjas de sombra para definir el límite entre la zona iluminada y la oscura. Con las lámparas D2S de uso casi general, puede realizarse también, un faro de carretera de gran eficacia luminosa.
30 / 71
Faros con lámpara de descarga de gas “Bifunción” En la iluminación “Bifunción” una sola lámpara de descarga de gas, permite generar en un sistema de dos faros, tanto la luz de cruce como la de carretera. Los sistemas utilizados en la actualidad son los siguientes: y Bi-Litronic de reflexión (Bosch) Cuando se acciona el conmutador de luz de carretera/cruce un accionador electromecánico lleva la lámpara de descarga de gas a dos posiciones diferentes con respecto al reflector, las cuales determinan la salida del cono luminoso para luz de carretera o cruce, respectivamente (fig. 3.40). y Velarc Bifunción de reflexión (Valeo) Cuando se acciona el conmutador de luz de carretera/cruce un accionador lleva el reflector a dos posiciones diferentes con respecto a la lámpara de descarga de gas, las cuales determinan la salida del cono luminoso para luz de carretera o cruce, respectivamente (fig. 3.41). Ambos sistemas utilizan un faro de reflexión provisto de reflector parabólico o de superficie compleja.
y Bi-Litronic de proyección (Bosch) Se basa en un faro PES de proyección (reflector elíptico) en el que se utiliza una lámpara de xenón para las funciones de cruce y carretera. Para la función de cruce se utiliza el diafragma o sombreador, que genera el límite entre la zona iluminada y la oscura. La función de carretera se obtiene mediante el desplazamiento del diafragma o sombreador hacia abajo (fig. 3.42). 31 / 71
Este sistema permite conseguir, con lentes de 60 y 70 mm de diámetro, los faros más compactos diseñados hasta el momento con luces de carretera/cruce combinadas, a la vez que un rendimiento luminoso excepcional. y Velarc Bifunción de proyección (Valeo) Se basa en un faro PES de proyección (reflector elíptico) en el que se utiliza una lámpara de xenón para las funciones de cruce y carretera. Igual que en el caso anterior, la función de cruce utiliza el diafragma o sombreador, que genera el límite entre la zona iluminada y la oscura. La función de carretera se obtiene mediante el abatimiento del diafragma o sombreador (fig. 3.43 y 3.44).
y Ventajas de la iluminación “bifunción” -
Luz de xenón para el servicio de luz de carretera. Mejora de las prestaciones luminosas de las funciones de cruce y carretera (fig. 3.45). Suprime la diferencia de color entre el haz de cruce (lámpara de xenón) y carretera (lámpara de halógeno). 32 / 71
-
-
Control visual por desplazamiento continuo de la distribución de luz de la zona cercana a la lejana. Importante reducción del espacio constructivo en comparación con los sistemas de cuatro cámaras. Reducción del consumo eléctrico y de la temperatura en el interior del proyector, facilitando la utilización de cristales plásticos con las ventajas que esto representa. Reducción de costes de fabricación por la utilización de una sola lámpara y un solo circuito electrónico adicional.
Normas de seguridad en los faros de xenón -
-
El cable de conexión entre el faro y la unidad de control está sometido a alta tensión. Antes de cambiar la lámpara desconecte siempre el faro de la tensión de alimentación. No tocar en ningún caso el interior del enchufe de la lámpara. La unidad de control no deberá funcionar nunca sin la lámpara montada, lo que origina picos de tensión peligrosos en el portalámparas. Utilice gafas y guantes de seguridad, la cantidad de luz emitida 3.200 Lúmenes (1.500 en una lámpara alógena H7) puede ser peligrosa para los ojos. La lámpara se encuentra bajo presión lo que conlleva riesgo de explosión. No tocar el cristal de la lámpara directamente con los dedos. En el caso de rotura de una lámpara de xenón en un recinto cerrado, es necesario salir de inmediato y dejar que se ventile durante 20 minutos para evitar posibles inhalaciones nocivas. Las lámparas son un residuo industrial y por lo tanto deberán desecharse convenientemente. Una vez cambiada la lámpara compruebe el reglaje de faros. 33 / 71
3.3. Regulación de los faros Los haces luminosos proporcionados por los proyectores (cruce y carretera) deben tener los parámetros fotométricos óptimos, tanto en profundidad de iluminación como en confort y anchura, además el haz de cruce, no debe producir deslumbramiento en los conductores que circulan en sentido contrario (fig. 3.46). Para obtener estos resultados es necesario proceder a la alineación de los faros, la cual se realiza con aparatos de ajuste ópticos o por medio de un procedimiento sencillo sin aparato de ajuste. Un desajuste hacia arriba (fig. 3.46a) provoca el deslumbramiento de los conductores que circulan en sentido contrario de marcha, provocando situaciones de riesgo y peligrosidad en la conducción (el desajuste de 1o hacia arriba multiplica por 20 el deslumbramiento). Un desajuste hacia abajo (fig. 3.46b) disminuye la distancia de visibilidad, aumentando la fatiga visual y reduciendo notablemente el factor de seguridad en la conducción nocturna (el desajuste de 1o hacia abajo divide por 20 la eficacia luminosa a 50 m.). Condiciones previas para el ajuste -
Neumáticos inflados a la presión especificada. Vehículo cargado (según tipo de vehículo) en turismos una persona o 75 Kg. en el asiento del conductor. El vehículo deberá rodar unos metros para que se equilibre la suspensión después de la carga. Vehículo situado sobre una superficie plana. Los faros se ajustarán de uno en uno; los que no se estén ajustando deberán estar tapados. En vehículos con regulador manual del alcance de luces, el mando deberá colocarse en la posición prescrita, generalmente en la posición de “vacío” o “0”.
Regulación de faros con aparato de ajuste óptico (regloscopio estándar) Los regloscopios son cámaras móviles de reproducción óptica, compuestos de una lente sencilla y una pantalla receptora unida a ella. El sistema óptico debe reproducir sobre la pantalla receptora una imagen semejante a la que se obtendría sobre un muro situado a 25 metros de distancia (fig. 3.47). Los parámetros a controlar durante la regulación son el “corte” y la “convergencia” del haz luminoso. 34 / 71
El corte corresponde a la posición vertical del haz de cruce y carretera sobre la calzada y la convergencia a la posición horizontal del haz sobre la carretera. La convergencia es fijada por el constructor en la concepción del vehículo y casi nunca es regulable, en todo caso, puede ser verificada durante la regulación del corte del haz de cruce. y Valores de regulación del corte del haz -
-
Luz de cruce: Llevar el corte del haz en la imagen de la pantalla receptora del regloscopio al valor recomendado por el fabricante o en su defecto, sobre la línea de –1% con la ayuda de los tornillos de reglaje de altura de los proyectores. Luz antiniebla: Llevar el corte en la imagen de la pantalla receptora del regloscopio sobre la línea de –0,5% . Luz de carretera: Llevar el punto central del haz en la imagen de la pantalla receptora del regloscopio sobre el “0”.
y Proceso de regulación (fig. 3.48) -
-
-
-
Fase 1: desplazar el regloscopio con la carcasa óptica en posición horizontal. Fase 2: colocar la barra guía en posición correcta. En caso necesario utilizar el alargador. Fase 3: ajustar y atornillar la guía inferior de forma que la barra guía apoye correctamente sobre las dos ruedas delanteras del vehículo. La lente del regloscopio debe estar situada a una distancia entre 10 y 30 cm. de los proyectores a controlar. Fase 4: centrar el cuerpo del regloscopio con el centro del proyector (eje óptico) a una distancia aproximada de 5 cm. Fase 5: abrir el cuerpo óptico tirando a fondo de la parte posterior del regloscopio, con el freno posterior del aparato bloqueado. Fase 6: proceder a la lectura del corte del haz de cruce sobre la pantalla receptora del aparato, que debe de coincidir con el valor recomendado por el constructor, grabado normalmente en una etiqueta colocada en el capó o en lugar próximo a los faros. Fase 7: si no hay dato del fabricante, ajustar el corte sobre la línea de –1%. Comprobar al mismo tiempo si el ángulo formado por el haz asimétrico en el centro de la cruz es el correcto (150). Si la línea de corte del haz no está desplazada a derecha o izquierda, la convergencia (no regulable) es correcta. Fase 8: en caso necesario regular con el tornillo de reglaje para llevar el corte del haz luminoso, al valor deseado sobre la pantalla del regloscopio. realizar el mismo proceso de reglaje para el resto de proyectores. 35 / 71
36 / 71
y Luxómetro El luxómetro se utiliza con el regloscopio y permite comprobar el buen estado del proyector, de la lámpara y de las conexiones en todo tipo de proyectores, incluidos los auxiliares de largo alcance. El regloscopio equipado con luxómetro, permite reglar el corte del haz de luz como el estándar y a la vez, controlar la intensidad del haz luminoso. El luxómetro se debe utilizar después de limpiar el cristal del proyector y regular el corte del haz. Descripción -
Interruptor de encendido. Célula situada en el eje del punto de comprobación 50R sobre la pantalla del regloscopio, para comprobación de la posición de cruce Célula situada en el eje del punto de comprobación HR sobre la pantalla del regloscopio, para comprobación de la posición de carretera.
Proceso de comprobación (fig. 3.49) -
-
Fase 1: situar el regloscopio con luxómetro a una distancia entre 10 y 15 cm. del proyector, con la función de cruce encendida. El motor del vehículo debe estar en funcionamiento. Fase 2: observar en la pantalla del regloscopio el estado de los diodos de comprobación. Fase 3: situar el regloscopio con luxómetro con la función de carretera encendida. El motor del vehículo debe estar en funcionamiento. Fase 4: observar en la pantalla del regloscopio el estado de los diodos de comprobación. Diodo verde encendido, proyector en buen estado. Diodo rojo encendido, proyector en mal estado. En este caso, proceder a verificar el estado del cristal, del reflector y de las conexiones eléctricas, así como, el estado y anclaje de la lámpara.
37 / 71
Regulación de faros sin aparato de ajuste óptico y Elementos de orientación de los faros (figura. 3.50) 1. Tornillo de orientación de los faros en sentido horizontal. 2. Tornillo de orientación de los faros en sentido vertical. y Preparación del coche (fig. 3.51) El coche debe estar provisto de rueda de repuesto, herramientas, depósito de combustible lleno, neumáticos a la presión normal y conductor a bordo o una carga equivalente de 75 kg. En coches equipados con correctores de altura situarlos previamente en la posición “0”. Colocar el coche sobre una superficie plana con el cristal de los faros a 10 metros de una pantalla o superficie opaca, sobre la que se trazarán las siguientes líneas de referencia: V – V: vertical correspondiente al plano de simetría del coche. C – C: correspondiente a los planos verticales que pasan por los centros de referencia de los grupos ópticos. HC – HC: horizontal correspondiente a la altura desde el suelo de los centros de referencia de los grupos ópticos. AC – AC: horizontal a 10 cm. por debajo de la línea HC – HC.
38 / 71
Regular las luces de cruce actuando sobre los tornillos de orientación de los faros, procediendo como se indica a continuación. Orientación vertical Hacer coincidir la parte horizontal de la línea de demarcación entre la zona oscura y la iluminada por el haz luminoso con la línea AC – AC trazada en la pantalla. Orientación horizontal Hacer coincidir el punto de cruce de las dos líneas de demarcación horizontal e inclinada con el cruce correspondiente a las líneas C – C y AC – AC de la pantalla. 3.4. Regulación del alcance de las luces La regulación del alcance de luces debe mantener una buena y constante visibilidad en cualquier situación de carga del vehículo, sin provocar deslumbramiento del tráfico en sentido contrario, en consecuencia, se ha de ajustar el ángulo de inclinación de la luz de cruce a las distintas condiciones de carga. En ausencia de esta regulación, el alcance de las luces variará en función de la carga del vehículo (fig. 3.52). Los efectos del deslumbramiento suponen una perdida momentánea de la visión normal, para restablecerla son necesarios 3,6 segundos si el deslumbramiento procede del haz de cruce y más de 5 segundos en el caso del haz de carretera, tiempos nada desdeñables si consideramos las velocidades que alcanzan los vehículos en carretera. El deslumbramiento constituye el principal obstáculo en la conducción nocturna, siendo fuente importante de inseguridad y peligro de accidente.
39 / 71
Prescripciones La tabla 1 indica el alcance geométrico para diferentes inclinaciones de los faros, cuando la altura de montaje de los proyectores es de 65 cm. En las inspecciones técnicas se aceptan inclinaciones de hasta el -2,5% (1,5% por debajo del ajuste normal) El ordenamiento legal de la UE (directiva 76/56/CEE) establece que el ajuste fundamental según la medida de ajuste “e” es de 10 ... 15 cm. a la distancia de 10 m., con una persona en el asiento del conductor como carga del vehículo, es decir, de -1% a -1,5% con relación a la horizontal (fig. 3.53). Normalmente el fabricante del vehículo indica el valor del ajuste fundamental. Para los diferentes estados de carga, el haz de cruce debe quedar ligeramente inclinado hacia abajo, entre los valores de -0,5% y -2,5% con relación a la horizontal (fig. 3.53).
Tabla 1 Alcance geométrico para la parte horizontal del límite entre la zona iluminada y la oscura de la luz de cruce (altura de montaje del faro 65 cm.) Inclinación del límite entre la zona iluminada y la oscura (1% = 10 cm. / 10 m.) Medida de ajuste e (cm.) Alcance geométrico para la parte horizontal del límite entre la zona iluminada y la oscura (m.)
-1%
-1,5%
-2%
-2,5%
-3%
10 cm.
15 cm.
20 cm.
25 cm.
30 cm.
65 m.
43,3 m. 32,5 m.
26 m.
21,7 m.
Actualmente todos los vehículos nuevos que entran en circulación, deben disponer de un sistema de regulación automática del alcance de luces (obligatorio en los sistemas con lámpara de descarga) o un sistema manual de ajuste de dicho alcance, que garantiza las tolerancias de inclinación del haz luminoso en función de la carga del vehículo.
40 / 71
Sistemas constructivos En todos los sistemas de regulación del alcance de luces, los elementos de mando mueven el reflector del faro (tipo con carcasa) o bien el conjunto de faros en sentido vertical. En los sistemas automáticos, los sensores situados en los ejes transmiten a los elementos de mando una señal proporcional a la compresión de los muelles de la suspensión. En los sistemas de accionamiento manual, el movimiento lo origina un conmutador dispuesto en el interior del vehículo. Sistema de regulación automática del alcance de luces En la regulación automática del alcance de luces se distingue entre sistemas estáticos y dinámicos. Los primeros equilibran la carga adicional que se encuentra en el interior del vehículo y del maletero; los segundos corrigen, además, la posición de los faros durante los procesos dinámicos de aceleración, frenado y al arrancar. Un sistema de regulación automática del alcance de luces consta de los siguientes componentes (fig. 3.54): -
-
Sensores en los ejes del vehículo, que registran el ángulo de inclinación exacto de la carrocería. Unidad electrónica de control que calcula el ángulo de cabeceo del vehículo a partir de las señales de los sensores, lo compara con el valor predeterminado y, en caso de desviación, envía las correspondientes señales de activación a los servomotores. Servomotores (órganos de mando) que realizan el ajuste correcto de los faros.
y Sistema estático Además de las señales de los sensores de los ejes, la unidad de control recibe una señal de velocidad del tacómetro electrónico de la unidad de control del ABS. En base a esta señal, el sistema determina si el vehículo está parado, se mueve o se encuentra en marcha constante. 41 / 71
El sistema automático estático trabaja siempre con gran amortiguación (10 a 30 segundos) es decir, regula solamente las inclinaciones de la carrocería que se mantienen durante largo tiempo. Después de cada puesta en marcha del vehículo, corrige la posición de los faros en función de la carga de éste, la cual se comprueba de nuevo cuando se alcanza la marcha constante y se corrige si es necesario. El sistema equilibra según corresponde las desviaciones entre la posición teórica y la real. En los sistemas estáticos se utilizan los servomotores (órganos de mando) de la versión manual. y Sistema dinámico El sistema automático dinámico asegura la posición óptima del faro en cualquier situación de marcha, puesto que funciona en dos campos operacionales. En contraposición a los sistemas estáticos de regulación del alcance de luces, la diferenciación adicional de la señal de velocidad le permite reconocer también los procesos dinámicos de aceleración y frenado. A marcha constante el sistema dinámico permanece, como el estático, en el campo de gran amortiguación, pero si identifica un proceso de aceleración o frenado, el sistema cambia inmediatamente al campo dinámico. La rápida evaluación de las señales y el aumento de la velocidad de regulación de los servomotores (motores paso a paso), permiten adaptar el alcance de la luces en fracciones de segundos. De esta manera, el conductor dispone siempre del alcance visual óptimo que le ayuda a dominar cada situación del tráfico. Después del proceso de aceleración o frenado, el sistema cambia de nuevo automáticamente al servicio de gran amortiguación. Sistema de ajuste manual del alcance de luces El ajuste lo realiza el conductor, en la posición base necesita un enclavamiento, en la cual también se efectúa el ajuste del haz luminoso. En la versiones continuas o escalonadas ha de haber, cerca del conmutador manual, unas marcas correspondientes a las condiciones que precisan la regulación del alcance de los faros. Sistemas de accionamiento o de mando Para desplazar el órgano de ajuste se emplean los sistemas siguientes: -
Sistemas hidromecánicos (hidráulicos): Un mando situado en el tablero de instrumentos, actúa sobre dos pistones hidráulicos que transmiten presión por medio de un líquido a dos contra-rótulas, unidas directamente a los reflectores.
-
Sistemas de vacío: Similar al anterior, pero en este caso, se utiliza como medio la depresión del colector de admisión.
-
Sistemas eléctricos: Es el más utilizado en la actualidad y prácticamente ha desplazado a los sistemas anteriores. En el sistema eléctrico el reflector pivota alrededor de un eje, movido por la acción de un vástago con tornillo sin-fin, accionado en un sentido o en el otro, por medio de un motor eléctrico.
42 / 71
Los motorreductores eléctricos (fig. 3.55 y 3.56) pueden ser accionados por medio de conmutadores (reostatos) dispuestos en el interior del vehículo o por un automatismo sujeto a las variaciones de inclinación de la carrocería (sensores en los ejes).
Desmontaje y montaje de los motorreductores eléctricos y Desmontaje (ver figura 3.57) 1. Desconectar el conector eléctrico a. 2. Abrir, si dispone de ellos, los clips de sujeción con la ayuda de un destornillador. 43 / 71
3. Extraer el corrector girándolo si se trata de un corrector tipo bayoneta b, o bien desatornillándolo si está colocado en un soporte. 4. Liberar la rótula c del interior de su alojamiento: -
Haciéndola deslizar lateralmente en la cápsula de deslizamiento del reflector (según modelo de proyector).
-
Tirando de la tulipa o de la cápsula del proyector (según modelo de proyector).
y Montaje (ver figura 3.58) 1. Conectar el conector eléctrico a. 2. Extender la varilla del corrector d accionando el selector desde el tablero de mandos. 3. Apoyarse sobre el portalámparas para hacer pivotar el reflector a su posición más alta (corrector montado en la parte superior), o a su posición más baja (corrector montado en la parte inferior). 4. Atornillar o girar el corrector en el soporte si es de tipo bayoneta b. 5. Asegurarse que el reflector no puede moverse libre en el soporte 44 / 71
y Reglaje (fig. 3.59) 1. Situar el corrector en posición “0” o vacío accionando el selector del cuadro de mandos. 2. Reglar el proyector con el regloscopio y con ayuda del tornillo de reglaje sobre el corrector e. Si dispone de un reglaje manual utilice el tornillo de reglaje fijado a la carcasa.
3.5. Limpia-proyectores o lavafaros de agua presurizada Los análisis realizados al respecto, confirman que la suciedad (barro, polvo, insectos,...) en los cristales de los proyectores, pueden reducir hasta un 40% la iluminación sobre la carretera. Para eliminar esta falta de iluminación, se montan los lavafaros que limpian la superficie del cristal del proyector, consiguiendo que los valores fotométricos del haz luminoso se mantengan en sus valores óptimos. El limpia-proyector muy utilizado en los países escandinavos, podría llegar a ser obligatorio en los próximos años, con el fin de mejorar la seguridad en la conducción nocturna. 45 / 71
Proceso de funcionamiento El limpia-proyector de agua presurizada, solo funciona cuando el conmutador de luces bajo volante, se encuentra en posición de cruce. Al conectar el lavafaros, una bomba eléctrica envía agua a presión a los difusores, situados en la zona de los proyectores, los cuales a su vez, proyectan el agua sobre la superficie del cristal del proyector para realizar su limpieza. Tipos de lavafaros de agua presurizada -
-
Lavafaros telescópico: este modelo se integra en la carrocería o en los propios proyectores. Los eyectores en este sistema, pueden estar recogidos (posición de reposo) o desplazados entre 25 y 75 mm. (posición de lavado) por medio del montaje telescópico correspondiente (fig. 3.60). Lavafaros fijo en el parachoques: en este sistema los eyectores (pulverizadores) están montados sobre el parachoques en posición de lavado (figuras 3.61, 3.62, 3.63 y 3.64).
Componentes de la instalación lavafaros -
Bomba eléctrica: proporciona agua a presión (4 bares) durante un tiempo de 600 milisegundos Tuberías: realizan la conexión de los distintos componentes Racor de tres vías (distribuidor): distribuye el agua a presión a las dos canalizaciones que alimentan a los pulverizadores Elevadores (solo en lavafaros de tipo telescópico): desplazan los pulverizadores a las posiciones de lavado (extendidos) y reposo (recogidos) Válvulas de contención: regulan el flujo de agua a presión 46 / 71
Presión de apertura: 2,8 bares de sobrepresión Presión de cierre: 1,8 bares de sobrepresión
-
En los lavafaros telescópicos siempre hay dos válvulas, situadas en los sistemas elevadores. Los sistemas fijos, pueden montar una sola válvula situada al nivel del racor de tres vías (distribuidor), o más generalmente dos, una delante de cada eyector. Eyectores o pulverizadores: proyectan el agua a presión sobre la superficie del cristal del proyector, pueden disponer según diseño de una o dos salidas de agua orientables, van situados en el parachoques (lavafaros fijo) o sobre el cristal del proyector en posición de reposo (lavafaros telescópico) Según el diseño de los proyectores a limpiar, pueden proyectar dos tipos de chorros de agua a presión: Dos chorros anchos para proyectores lisos y de cristal ancho (ej. Citroën Xantia) Dos chorros más concentrados para proyectores elípticos y de cristales torneados (ej. BMW Z8)
Ventajas del limpia-proyector o lavafaros -
-
El haz luminoso conserva en todo momento sus valores fotométricos óptimos, aún en condiciones particularmente sucias de la carretera, lo que redunda en un incremento importante de la seguridad en la conducción nocturna. Se puede montar sobre proyectores provistos de cristal de vidrio o plástico.
47 / 71
48 / 71
49 / 71
3.6. Faros antiniebla Misión Los faros antiniebla deben servir para mejorar la iluminación de la calzada cuando la visibilidad es mala (niebla, lluvia intensa, nubes de polvo o nieve). Principio óptico y Paraboloide Un reflector parabólico, con la fuente luminosa en el foco, refleja la luz en un haz luminoso paralelo al eje (igual que la luz de carretera) que, a través de un cristal de dispersión, se extiende en una banda horizontal (fig. 3.65). La radiación luminosa hacia arriba (deslumbrante) se limita por medio de un diafragma o tapa-luz. y Técnica CD Con ayuda del programa CAL y de la tecnología de superficie compleja, se diseñan reflectores antiniebla que dispersan la luz directamente, es decir, sin perfil óptico en el cristal de dispersión y que al mismo tiempo generen, sin utilizar ningún medio de oscurecimiento separado, un límite preciso entre la zona iluminada y oscura. Al utilizarse todo el contorno de la lámpara, se obtiene un volumen de luz considerable con una anchura máxima de dispersión luminosa (fig. 3.66).
y Faro antiniebla de proyección (PES) Con esta técnica se minimiza el deslumbramiento propio del conductor cuando se conduce con niebla. La imagen del diafragma que con la lente se proyecta sobre la calzada, genera un contraste máximo del límite entre la zona iluminada y la oscura. y Montaje Los faros antiniebla adicionales se montan verticalmente en el frontal o colgados debajo del parachoques. Por motivos estilísticos o aerodinámicos, es frecuente adaptar los faros 50 / 71
antiniebla a la línea de la carrocería como unidades incorporadas o hacerlos formar parte de un bloque óptico (en ejecución ensamblada con los faros principales), los reflectores son móviles para permitir el ajuste o regulación del haz luminoso. La mayoría de los faros antiniebla están preparados para luz blanca y no existen fundamentos psicológicos que respalden posibles ventajas de la luz amarilla. La acción luminosa de los faros antiniebla, depende fundamentalmente de la superficie y distancia focal del reflector. y Prescripciones La normativa europea autoriza dos faros antiniebla, de color blanco o amarillo. Se permite el ensamble con otras luces delanteras y faros y, se prohíbe, las combinaciones con otras luces. El circuito eléctrico debe permitir la conmutación de los faros antiniebla con independencia de las luces de cruce y de carretera. Los faros antiniebla se ajustan como los faros principales (cruce y carretera) respetando la medida de ajuste “e” indicada en las especificaciones. 3.7. Faros de carretera adicionales Misión Los faros de luz de carretera adicionales sirven para mejorar la acción de la luz de carretera en sistemas de dos, cuatro y seis faros. Generan un haz de luz muy agrupado y por lo tanto poseen un gran alcance luminoso Principio óptico Cosiste básicamente en un reflector aproximadamente parabólico con la fuente luminosa en el foco. En ciertos casos se utiliza un cristal de dispersión adicional, adecuado para cumplir los requisitos luminotécnicos de la luz de carretera. Montaje y prescripciones El montaje, características luminosas y el ajuste corresponden a los especificados para la luz de carretera. Así mismo, se debe cumplir que la suma de los números de referencia de todos los faros de luz de carretera colocados en el vehículo, no exceda de 75, correspondiente a una intensidad luminosa de 225.000 cd.
4.
LUCES DE SEÑALIZACIÓN (PILOTOS)
4.1. Luces intermitentes (delanteras, laterales y traseras) Las luces intermitentes sirven como indicadores de dirección para señalizar un cambio de dirección intencionado y como luces de emergencia para indicar una situación de peligro. Deben estar ubicadas y conformadas de manera que la indicación pueda ser recibida con claridad por los demás conductores, cualesquiera que sean las condiciones de alumbrado y de marcha.
51 / 71
Se prescriben: -
Dos luces de color amarillo delanteras. Dos luces de color amarillo laterales. Dos luces de color amarillo traseras.
4.2. Luces de posición Las luces de posición tienen la misión de asegurar la buena visibilidad del vehículo y que los conductores que circulan detrás lo reconozcan a tiempo, sin necesidad de que el vehículo haya frenado. Se prescriben: -
Dos luces de color blanco delanteras. Dos luces de color rojo traseras.
4.3. Luces de estacionamiento Las luces de estacionamiento deben hacer reconocible el vehículo cuando se encuentra estacionado. Han de poder lucir sin necesidad de encender otras luces. Se prescriben: -
Una o dos luces de color blanco delanteras. Una o dos luces de color rojo traseras.
En la mayoría de los casos, la función del alumbrado de estacionamiento la asumen las luces de posición. 4.4. Luces de freno Las luces de freno deben advertir a los conductores que siguen al vehículo que éste está frenando Se prescriben: -
Dos luces de freno de color rojo traseras.
En la inclusión de las luces de freno con las de posición traseras, la relación efectiva de intensidad luminosa de las funciones individuales debe ser de 5:1. 4.5. Luces de freno elevadas adicionales (tercera luz de freno) Las luces de freno elevadas proporcionan una ayuda importante a la seguridad y son visibles cualesquiera que sean las condiciones de circulación (fig. 3.67) . La experiencia nos muestra que el conductor pone su atención en el punto más lejano posible, percibiendo los pilotos de freno clásicos en su zona “periférica de visión”, lo que conlleva tiempos de reacción más largos. 52 / 71
Las luces de freno elevadas están situadas en el eje de visión del conductor, con lo que la percepción de la información sobre la maniobra de freno de otros vehículos es inmediata, esta circunstancia, reviste gran importancia cuando se circula en carretera a velocidades elevadas. Debido a su situación estratégica, las luces de freno elevadas son visibles a través de los vehículos que nos preceden, de este modo, el conductor puede anticipar su frenada, en base al encendido de la luz de freno elevada de un vehículo situado por delante, con esto evitamos retardo en la frenada que es uno de los motivos que dan lugar a los accidentes en cadena. Además, en la actualidad la lámpara de incandescencia es sustituida por “LED” y luces de neón que se iluminan con mayor celeridad, es decir, disponen de un retraso en el encendido considerablemente inferior (fig. 3.68). Debido a estas ventajas, las luces de freno elevadas son obligatorias desde el año 1999 en todos los automóviles de fabricación nuevos.
53 / 71
4.6. Luces de niebla traseras Las luces de niebla traseras tienen por misión hacer reconocible a tiempo el vehículo en marcha normal a los conductores que lo siguen, cuando al visión está dificultada por la niebla u otras circunstancias. Se prescriben: -
Una o dos luces de niebla traseras de color rojo.
La conmutación de este circuito debe asegurar que las luces de niebla traseras, solo puedan encenderse si está activado el alumbrado de cruce, carretera o antiniebla. Además, deben poder apagarse con independencia de los faros antiniebla y los testigos de control obligatorios han de ser amarillos 4.7. Luces de matricula La luz de matrícula debe permitir que los demás conductores puedan leer la matricula del vehículo. La matricula trasera debe estár iluminada de manera que sea legible de noche a 25 m. de distancia. La puesta en funcionamiento de este circuito se realiza simultáneamente con el encendido de las luces de posición. 4.8. Difusión del haz luminoso en los pilotos Los sistemas utilizados para la difusión del haz de luz en los pilotos de señalización son los siguientes: Sistema de flujo reflejado (óptica de reflector) La luz de la lámpara se desvía en direcciones próximas al eje por medio de un reflector de una forma cualquiera (que suele ser parabólica) y es distribuida por un cristal con elementos ópticos difusores según la especificación correspondiente (fig. 3.69). Esta tecnología permite sustituir el reflector parabólico por otro de superficie compleja que integre la función del reparto del haz de luz, es decir, sin perfil óptico en el cristal de dispersión. La tulipa puede ser de tipo “vitrine” que mejora el estilo del piloto.
54 / 71
Sistema de flujo directo (óptica de Fresnel) En este sistema la luz de la lámpara incide directamente sobre el cristal sin ser desviada por el reflector y es refractada por una óptica Fresnel del cristal para que emerja en las direcciones deseadas (fig. 3.70). Las ópticas de tipo Fresnel tienen por lo general menor rendimiento que las ópticas de reflector explicadas en el apartado anterior.
Sistema con óptica de reflector y óptica fresnel Se trata de un sistema mixto que aprovecha las dos tecnologías anteriores (flujo reflejado y flujo directo) y se utiliza principalmente en vehículos de gama alta (fig. 3.71). Esta tecnología utiliza parte del flujo reflejado por un reflector esférico o de diseño especial (paraboloide de revolución) y parte del flujo directo emitido por la fuente luminosa (lámpara). Está constituido por pequeños escalones o micro-prismas intermedios de aproximadamente una décima de milímetro, que homogeneizan la luz y la encaminan en la dirección deseada. Cuando la normativa lo permita será posible suprimir el reflector esférico. La lente exterior o transparencia pierde prácticamente su función óptica, pasando fundamentalmente a tener una finalidad estética y de estanqueidad. El sistema óptico micro-fresnel, encuentra aplicación sobre todo en pilotos a integrar en espacios reducidos (piloto delantero, posterior ahumado, piloto antiniebla posterior o piloto adicional de freno) Las ventajas de este sistema son las siguientes: -
Aumento del número de puntos luminosos sin necesidad de aumentar el número de fuentes 55 / 71
-
Mejora la homogeneidad de la iluminación
-
Permite utilizar ópticas de poco espesor, que reducen las pérdidas de flujo y facilitan su fabricación en molde
4.9. Descripción de los pilotos Tipos de pilotos -
Pilotos con tulipa desmontable
-
Pilotos con tulipa soldada
y Pilotos con tulipa desmontable Los pilotos con tulipa desmontable pueden ser de dos tipos: -
Piloto dividido en dos partes, tulipa y cuerpo
El cuerpo forma conjunto con el portalámparas (monobloc) montándose las lámparas directamente sobre el cuerpo (fig. 3.72). -
Piloto dividido en tres partes, tulipa, cuerpo y portalámparas
En este modelo de piloto el portalámparas es independiente del cuerpo, recibiendo directamente las lámparas, a las que se puede acceder sin necesidad de desmontar la tulipa del cuerpo. 56 / 71
y Pilotos con tulipa soldada Estos pilotos son cada vez más empleados en el automóvil, por sus mejores propiedades estéticas y garantía en la protección de la óptica (fig. 3.73). El montaje de las lámparas se realiza por la parte posterior del piloto (portalámparas independiente). Están constituidos por los elementos siguientes: -
Conjunto formado por la tulipa y el cuerpo (pueden estar soldados o pegados)
-
Portalámparas independiente, montado sobre el conjunto tulipa/cuerpo
57 / 71
Componentes y Tulipa La tulipa, también denominada transparencia o plástico, tiene la función de transmitir la luz reflejada por el cuerpo y a la vez, proporcionar al flujo luminoso, generalmente, su color de emisión (fig. 3.74).
COLORES NORMALIZADOS PARA TULIPAS PARTE ANTERIOR
Piloto de posición
BLANCO
Indicador de dirección (intermitente)
AMBAR
Piloto de posición
ROJO
Piloto de freno
ROJO
Piloto antiniebla
ROJO
Catadióptrico PARTE POSTERIOR Indicador de dirección (intermitente)
ROJO AMBAR
Piloto de marcha atrás
BLANCO
Tercera luz de freno
ROJO
n n n n n n n n n
y Cuerpo
58 / 71
Se denomina también base o soporte, tiene la función de recuperar la luz emitida por las lámparas y proyectarla en una dirección determinada, actúa por tanto, como reflector (fig. 3.75).
y Portalámparas Se denomina también circuito impreso o casquillo, sirve de soporte para la ubicación de las lámparas y a la vez , realiza la función eléctrica (fig. 3.76). De este componente se pueden distinguir los siguientes tipos: -
Portalámparas integrado en el cuerpo (piloto completo).
-
Portalámparas de ajuste por clipsado.
-
Casquillos portalámparas independientes fijados por clipsado.
El portalámparas integrado con circuito eléctrico metálico, transmite la corriente eléctrica a todas las lámparas a partir de una conexión central múltiple, donde se conecta el cableado del vehículo.
59 / 71
4.10. Catadióptricos El catadióptrico (sistema de reflexión total) debe responder a la reglamentación establecida al respecto, ya que en caso de fallo en la señalización de un vehículo, es el único elemento que permite detectar su presencia durante la noche (ver figuras 3.77 y 3.78). El catadióptrico debe respetar los siguientes parámetros: -
Color
-
Superficies mínima y máxima
-
Posición
-
Estanqueidad
-
Resistencia a los agentes externos
-
Proporcionar retroreflexión
60 / 71
4.11. Lámparas de señalización
61 / 71
62 / 71
5.
ALUMBRADO DEL INTERIOR DEL VEHÍCULO
5.1. Iluminación del habitáculo Para la iluminación del interior del vehículo no existen prescripciones legales al respecto. Los fabricantes de vehículos pueden elegir libremente su diseño, en consecuencia, el equipamiento suele ser diferente de unos vehículos a otros. Luz interior Casi como único estándar se ha generalizado la luz interior de tres posiciones “encendida”, “apagada” y “encendida con puertas delanteras abiertas”. Pueden existir también luces interiores traseras adicionales, que se accionan mediante un interruptor de contacto en las puertas traseras o un conmutador en el cuadro de instrumentos. Iluminación de la guantera Al abrir la guantera un interruptor de contacto acciona la iluminación de la misma. Iluminación del maletero Actualmente, la iluminación del maletero forma parte del equipamiento básico de los vehículos. Se enciende mediante un interruptor de contacto que se acciona al abrir la tapa del maletero. 5.2. Iluminación del cuadro de instrumentos Los instrumentos e indicadores del cuadro se iluminan de manera que sean legibles incluso en la oscuridad. Para evitar el deslumbramiento del conductor, esta iluminación se puede adaptar de modo automático o manual a la luminosidad ambiente. Normalmente se disponen testigos luminosos de distintos colores para indicar diferentes estados de funcionamiento. Los colores de algunos de los testigos están prescritos (p. ej. azul para luz de carretera, amarillo para luces de niebla traseras). La identificación corresponde a un simbolismo unificado según la CEE (fig. 3.80).
63 / 71
5.3. Mandos y conmutadores Por motivos de seguridad y a excepción de la iluminación interior explicada anteriormente, están regulados por ley la ejecución y el montaje, así como el uso de los equipos de alumbrado del vehículo. Por este motivo, los mandos y conmutadores deben disponerse de forma que permitan el uso prescrito y oportuno de los mismos sin desviar la atención del conductor. Iluminación de los mandos y del equipamiento utilizable Los mandos y el equipamiento utilizable por los ocupantes del vehículo (p. ej. ventilador, calefacción y aire acondicionado, cenicero, encendedor) han de estar iluminados, o al menos ser reconocibles mediante un cierto resplandor, de manera que puedan ser utilizados incluso en la oscuridad. Además, han de ser visibles para el conductor sin necesidad de buscarlos y estar a su alcance sin problemas. y Iluminación de los conmutadores Los conmutadores iluminados ofrecen en la oscuridad las ventajas siguientes: -
Localización inmediata en caso necesario (p. ej. el conmutador de luces de emergencia).
-
Permiten obtener una perspectiva general segura con la simbología establecida por la CEE (fig. 3.80) Conmutadores de uso frecuente Los conmutadores de uso frecuente durante la marcha, están diseñados de manera que estén al alcance de la mano sin soltar el volante. Estas maniobras son en especial, el accionamiento del avisador acústico, de los intermitentes de dirección, el cambio de luces carretera/cruce, el limpiaparabrisas y el limpialavafaros. Este es el motivo de que todos los vehículos integren estas funciones de accionamiento, en conmutadores combinados, adosados o incorporados al volante, aunque no exista todavía una norma unificada al respecto. Conmutadores de uso poco frecuente Los conmutadores que han de accionarse durante la marcha con poca frecuencia, (p. ej. luz de marcha atrás, luces de emergencia, luces de niebla trasera, faros antiniebla) contribuyen con su disposición y diseño a la seguridad activa. El conductor encuentra el conmutador “a tientas” y lo reconoce al tacto, sin apartar la vista del tráfico.
5.4. Indicadores Siempre que los estados de funcionamiento y conexión no estén indicados mediante conmutadores luminosos, pueden representarse por medio de testigos luminosos o como información directa en un display. En este sentido, los diodos fotoemisores (LED) proporcionan información de estado (p. ej. freno de estacionamiento, luz testigo de 64 / 71
precalentamiento) o un display (visualizador de cristales líquidos o LCD) muestra esa información y también valores determinados (p. ej. distancia recorrida, tiempo de viaje, consumo, velocidad media y muchos otros). 5.5. Fuentes luminosas Lámparas de incandescencia La iluminación de indicadores pasivos en los sistemas tradicionales, se realiza con lámparas de incandescencia cuya luz puede adoptar el color deseado mediante filtros de color, según la aplicación de que se trate o diseño. LED (diodos fotoemisores) La progresiva miniaturización y modulación de los indicadores hacen que los LED adquieran cada vez más importancia, por su larga vida útil y la ventajas de su instalación. En la actualidad, hay LED disponibles en los colores rojo, verde, amarillo y azul. Lámparas fluorescentes Nuevos desarrollos en la conformación de lámparas fluorescentes, permiten la iluminación de fondo extremadamente brillante y uniforme de los displays.
6.
REGLAMENTACIÓN (MARCAS DE HOMOLOGACIÓN)
Los sistemas de iluminación y señalización forman parte de los elementos de seguridad del vehículo y deben responder a unas normas internacionales de homologación, representadas mediante las “marcas de homologación” que figuran impresas sobre el cristal de proyectores y pilotos (símbolos y elementos alfanuméricos) y, entre las que cabe destacar por su importancia las siguientes (ver figuras 3.81, 3.82, 3.83 y 3.84).
65 / 71
REGLAMENTACIÓN DEL COLOR DE PROYECTORES Y PILOTOS FUNCIÓN
NÚMERO
COLOR
OBLIGATORIO
SITUACIÓN (9)
SI 2
BLANCO
Delante: En los bordes exteriores (1)
X
Un número par (1)
BLANCO
Delante: En los bordes exteriores (1)
X
2
BLANCO ó AMARILLO SELECTIVO
Antiniebla trasera
1ó2
ROJO
Posición delantera
2
Posición trasera
Estacionamiento
Cruce Carretera Antiniebla delantera
Delante (1)
Opcional
Si es una, a la izquierda o en el centro Si son dos, en los bordes exteriores (1)
X
BLANCO
Delante: En los bordes exteriores (1)
X
2
ROJO
Detrás: En los bordes exteriores (1)
X
2 ó 4 (2)
BLANCO delante ROJO detrás AMARILLO AUTO lateral
1
BLANCO
Luces de dirección
Un número par mayor de dos (1)
Luces de emergencia
En los bordes exteriores (1)
Opcional (3)
La necesaria para iluminar la placa
X
AMARILLO AUTO
Bordes exteriores y lateral (1)
X
Igual número que los indicadores de dirección
AMARILLO AUTO
Igual que los indicadores de dirección (1)
X
2
ROJO
Detrás: En los bordes exteriores (1)
X
Luz de freno elevada
1 (1)
ROJO
Detrás: Sobreelevada (1)
Marcha atrás
1ó2
BLANCO
Luz de gálibo
2 visibles por delante y 2 visibles por detrás
BLANCO delante ROJO detrás
Catadióptricos delanteros no triangulares
2
BLANCO
Catadióptricos traseros no triangulares
2
ROJO
Catadióptricos laterales no triangulares
Mínimo 2, máximo en función de la longitud del vehículo (1)
AMARILLO AUTO (5)
En el lateral, uniformemente distribuidos
Luz de posición lateral
Mínimo 2, máximo en función de la longitud del vehículo (1)
AMARILLO AUTO (5)
En el lateral, uniformemente distribuidos
Matricula
Freno
NO
Opcional
Detrás (1)
X
Lo más alto que permite el vehículo (1)
X (4)
Delante (1)
Opcional
Detrás: En los bordes exteriores
X
Opcional (6)
X (7)
Alumbrado interior del habitáculo
Opcional (8)
Dispositivos luminosos o reflectantes de señalización de aperturas de puertas
Opcional
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)
En función de las categorías y de la reglamentación vigente. Dos delanteras y dos traseras o una delantera y otra detrás, coincidiendo con las de posición. Si la longitud del vehículo no es mayor de 6 m. y su anchura es menor de 2. En los demás vehículos está prohibida. Es obligatoria para vehículos de más de 2,10 m. de anchura y opcional para vehículos de anchura entre 1,80 y 2,10 m. En cabinas con bastidor es opcional la luz de gálibo trasera. Excepcionalmente rojas, si están agrupadas, combinadas o mutuamente incorporadas con un dispositivo trasero. Es obligatorio para vehículos de más de 6 m. de longitud. Obligatoria en vehículos cuya longitud supere los 6 m. excepto en las cabinas con bastidor y opcional para el resto. Es obligatoria para los destinados al servicio público de viajeros y los de alquiler con conductor. La situación y altura de cada dispositivo se ajustará a lo dispuesto en la reglamentación vigente de los vehículos automóviles.
Fig. 3.82. Colores homologados para proyectores y pilotos 66 / 71
67 / 71
7.
DISTRIBUCIÓN DE LÁMPARAS EN EL COCHE
Tabla 1 (fig. 3.85)
68 / 71
Tabla 2 (fig. 3.86)
69 / 71
Tabla 3 (fig. 3.87)
SÍMBOLO
CIRCUITO
REFERENCIA CASQUILLO POTENCIA TENSIÓN
Luz de cruce
H4
P 43t - 38
60 / 55W
12V
Luz de carretera larga
H4
P 43t - 38
60 / 55W
12V
Luz de niebla delantera
H3
PK – 22s
55W
12V
Luces de posición delanteras
T4W
BA 9s
4W
12V
Luz de intermitencia delantera
P21W
BA 15s
21W
12V
Luz de intermitencia lateral
W5W
W2,1 x 9,5d
5W
12V
Luz de intermitencia trasera
P21W
BA 15s
21W
12V
Luces de posición traseras
R5W
BA 15s
5W
12V
Luz de freno
P21W
BA 15s
21W
12V
Luz de niebla trasera
P21W
BA 15s
21W
12V
Luz de marcha atrás
P21W
BA 15s
21W
12V
Luz de matricula
W5W
W2,1 x 9,5d
5W
12V
Luces y testigos del cuadro
W3W y W5W W2,1 x 9,5d / 3W y 5W W2 x 4,6d 1,2W / T5
Luz de maletero
R5W / C5W
BA 15s SV 8,5
5W
12V
Luces interiores
W5W / C5W
W2,1 x 9,5d SV 8,5
5W
12V
Luz de guantera
C5W / W5W / SV 8,5 / W2,1 x 9,5d / BA 15s 5W R5W
12V
12V
Fig. 3.87. Relación de lámparas de un automóvil tipo 70 / 71
