헤드라이트의 구성과 기본원리

헤드라이트의 구성과 기본원리

자동차가 처음 생산될 때 헤드라이트는 램프에 가까웠으며, 운전자가 수동으로 켜야 하는 아세틸렌 불꽃이 밀폐되어 있었다. 이 초기 헤드라이트는 1880년대에 도입되었고, 운전자들에게 밤에 더 안전하게 운전할 수 있는 자유를 주었다. 최초의 전기 헤드라이트는 코네티컷 주의 하트포드에서 생산되었고 1898년에 도입되었다. 비록 그것들은 신차 구입의 선택사항이었지만 말이다. 그들은 도로를 밝힐 만큼 밝은 빛을 내는 데 필요한 엄청난 양의 에너지로 인해 수명이 짧았다. 1912년 캐딜락이 현대 전기 시스템을 자동차에 통합했을 때 헤드라이트는 대부분의 차량에 표준 장비가 되었다. 오늘날의 차량은 주간 주행 등, 로우 빔, 하이 빔과 같이 더 밝고 오래 지속되며 여러 면을 가지고 있다. 헤드라이트는 세 가지 종류가 있다. 백열등은 전기로 가열될 때 빛을 내는 유리 내부의 필라멘트를 사용한다. 이렇게 작은 빛을 내는 데는 놀라운 에너지가 필요하다; 우연히 헤드라이트를 켜놓음으로써 배터리를 소모시킨 사람이라면 누구나 증명할 수 있다. 백열등은 보다 에너지 효율적인 할로겐전구로 대체되고 있다. 할로겐 헤드라이트는 오늘날 사용되는 가장 흔한 헤드라이트다. 백열전구에서는 빛보다 더 많은 에너지가 열로 변환되어 에너지가 낭비되기 때문에 할로겐은 백열 헤드라이트를 대체했다. 할로겐전구는 고전적인 전구에 비해 상당한 이점을 제공한다. 소량의 할로겐 원자(예: 요오드)를 첨가하면 전구의 검정을 줄일 수 있다. 이른바 '주기 프로세스' 덕분에 할로겐전구는 동일한 사용 수명으로 더 높은 온도에서 작동할 수 있어 효율성이 더 높다. 할로겐 헤드라이트는 훨씬 적은 에너지를 낭비한다. 오늘날 현대, 혼다, 아우디 등 일부 자동차 제조사는 HID 헤드라이트를 사용한다. 할로겐이나 백열등을 사용하는 헤드라이트 케이스에는 세 가지 종류가 있다. 첫 번째, 렌즈 광학 헤드라이트는 전구의 필라멘트가 반사경의 초점 또는 근처에 놓이도록 설계된다. 이 속에서 렌즈에 성형된 프리즘 광학들은 빛을 굴절시켜, 빛을 위와 앞으로 퍼뜨려 원하는 빛을 제공한다. 반사광 헤드라이트도 빛의 밑부분에 있는 전구에 필라멘트를 가지고 있지만, 여러 개의 거울을 사용하여 빛이 적절하게 퍼지게 된다. 이러한 전조등에서 렌즈는 전구와 거울의 보호 커버로 사용될 뿐이다. 프로젝터 램프는 다른 두 가지 유형과 동일하지만, 작동 시 로우 빔을 제공하기 위해 회전하는 솔레노이드를 가질 수도 있다. 이러한 전조등에서 필라멘트는 렌즈와 반사경 사이에 이미지 평면으로 위치한다. 이 헤드라이트에서는 희소한 금속과 가스의 혼합물이 가열되어 밝은 흰 빛을 낸다. 이 헤드라이트는 할로겐 헤드라이트보다 두세 배 정도 밝으며 다른 운전자들에게는 매우 성가실 수 있다. 그들은 밝은 흰색 빛과 파란색의 윤곽으로 구별된다. 이 헤드라이트는 훨씬 더 에너지 효율적이고, 에너지를 덜 끌어들이면서 더 밝은 출력을 가지고 있다. HID 전조등은 약 35와트의 전력을 소비하며, 할로겐과 오래된 백열등은 약 55와트를 소비한다. 하지만 HID 전조등은 생산하는데 더 비싸기 때문에 주로 고급 차량에서 볼 수 있다. 차량의 다른 부분과 마찬가지로 헤드라이트는 일정 시간이 지나면 효율성이 떨어지기 시작할 것이다. HID 전조등은 할로겐 조명보다 오래 지속되지만, 둘 다 할로겐전구의 경우 약 1년이고 HID의 경우 약 2배인 권장 수명보다 과도하게 또는 더 오래 사용할 경우 뚜렷한 밝기 부족을 보일 것이다. 과거에 헤드라이트는 가정용 정비사에게 꽤 쉬운 수리였다. 그 또는 그녀는 간단히 부품 가게에서 전구를 구입한 다음 사용 설명서의 지침을 따를 수 있었다. 하지만 신형 자동차는 훨씬 더 복잡하고 더 구하기 어려울 수 있다. 이런 경우에, 가장 좋은 방법은 면허를 받은 정비사를 이용해서 헤드라이트를 고치는 것이다. 오늘날의 전조등에는 몇 가지 일반적인 문제가 있다. 너무 오래 사용하거나 지저분하거나 흐린 렌즈 덮개로 인해 밝기가 떨어질 수 있으며, 때때로 헤드라이트가 둔화될 경우 교류발전기 문제가 발생할 수 있다. 금이 가거나 전구가 부러지거나 필라멘트가 불량할 수도 있다. 진단 자격증을 가진 정비사의 빠른 점검이 길을 밝혀줄 것이다. 로우 빔 헤드라이트와 하이 빔 헤드라이트의 차이는 빛의 분배다. 로우 빔을 켤 때, 차도에 불을 붙이되 반대 방향으로 주행하는 운전자들에게 영향을 주지 않도록 조명을 앞뒤로 배치한다. 그러나 하이 빔 헤드라이트는 빛이 어디로 향하는지 아무런 제한이 없다. 이것이 빛이 앞으로 뿐만 아니라 위로 올라가는 이유다; 높은 빔은 가능한 도로변 위험을 포함한 전체 환경을 볼 수 있도록 설계된다. 100피트의 가시성을 추가로 갖춘 하이 빔 헤드라이트는 운전자가 더 선명하게 볼 수 있고 더 안전하게 볼 수 있게 해 준다. 단, 차량 반대쪽으로 이동하는 사람들의 가시성에 영향을 미치며, 교통량이 적은 지역에만 사용해야 한다. 차량의 전조등은 반대 방향으로 주행하는 사람에게 영향을 주지 않고 운전자에게 최적의 시야를 제공할 수 있도록 배치해야 한다. 구형 차량에서는 스크루 드라이버로 렌즈를 조정하고, 신형 차량에서는 엔진 베이 내부에서 조정해야 한다. 이러한 조정을 통해 렌즈를 다양한 방법으로 기울여서 최적의 조명 조건을 만들 수 있다. 엄밀히 말하면 헤드라이트 수리는 아니지만 헤드라이트 위에서 정확한 각도와 위치를 얻는 것이 항상 쉬운 것은 아니다. 면허를 취득한 정비사는 이러한 조정을 통해 보다 안전한 야간 운전을 보장할 수 있는 경험을 가지고 있다.