Důležitou funkcí světlometů na soudobém automobilu je vidět a být viděn. Zatím co vidět z pozice řidiče chceme co nejlépe, viděni bychom měli být diskrétně, neoslňovat. Zdánlivý protimluv řeší dnes technika a my se o jejím vývoji můžeme přesvědčit ve společnosti Hella Autotechnik v Mohelnici. Podnik, který vznikl v roce 1992 jako investice německé stejnojmenné mateřské společnosti na zelené louce, se dnes vypracoval do vysoké úrovně se samostatným vývojovým oddělením, včetně testovacích procesů, a je zapojen do globálního systému vývoje společnosti Hella organizovaným na bázi sdílení dat pomocí systému SAP s využitím CAD prostředků Catia a vlastních softwarových produktů. Ale položme si nejdříve otázku, jak těžké je dnes navrhnout nový světlomet například pro zákazníky společnosti Hella Mohelnice, jakými jsou například Volvo, Ford, Volkswagen či Škoda Auto a další světoví výrobci. „Záleží na tom“, odpoví vám Ing. Martin Kutáč, pracovník vývoje v oboru optiky, „jaký typ světlometu výrobce zvolí. A těch je hned několik.“ Od halOgenu k led Od roku 1957 se na automobilech, doposud vybavených klasickými reflektory s parabolami, objevují první světlomety s asymetrickým kuželem světla, v roce 1971 první halogenové žárovky se svítivostí 1100 lm, v roce 1980 jsme viděli na automobilech první spojené světlomety doplňující tvary karoserie, v roce 1992 se objevují první výbojkové zdroje lidově zvané xenony (odvozené od xenonové náplně výbojek) se svítivostí 3200 lm, které si díky velké svítivosti vynucují i přídavná zařízení. Tím jsou senzorová indikace zhoupnutí vozidla či jeho zatížení a automatické vyrovnávání rozhraní světla a tmy světelného kužele. S tím je spojeno i vytvoření prvních čoček před zdrojem světla z plastu a BiXenony. V roce 2003 (ale Citroën měl tento systém ještě dříve), je zde svícení světel do zatáčky natáčením celého osvětlovacího modulu nazvaný Varilis® a pak už následuje jedna změna za druhou. Technický rozvoj se zrychluje. V roce 2005 nabízí Hella již první LED světlomety, zatím jen jako obrysová světla, v roce 2006 pak je na trhu systém VarioX® , více o něm za chvíli, a v roce 2010 je na vozech Audi již první plně funkční LED světlomet. Xenony byly nejenom impulzem ke zdrojům o vyšší svítivosti, ale i funkčnosti světlometů, které se doplňují o další a další funkce, a tím i systémy ovládání. VarioX je celý systém, kde je světlo modelováno do polohy tlumené, dálniční a dálkové pomocí otočného válce před výbojkou. LED zdroje byly zpočátku méně výkonné, na 1 W příkonu připadalo cca 40 až 100 lm, leč technologie se prudce vyvíjela a zřejmě je jasnou budoucností, možná zacloněnou jen nástupem OLED diodami. Proč? Úspora využitím LED svítidel je jasná, dosahuje až 95 % úspory elektřiny ve voze, což převedeno na palivo může být dokonce 0,2 litru na 100 km. A pak je tu samozřejmě téměř nekonečná životnost, která rozhodně přesahuje životnost samotného automobilu. LED zdroje mají i některé neduhy, nedokáží samy odstranit rosení světel brzy ráno (řeší se to větráním a vháněním zbytkového tepla z chlazení LED na přední stěnu světlometu), ale výhody převažují. I barva světla emitovaná LED zdroji, trochu nepřirozená u xenonů, je u LED nejblíže bílému, tedy přirozenému světlu s teplotou 5000 K. Zatím jsme hovořili převážně o zdrojích světla, dnes ve světlometech doplňují optické systémy, které již dávno opustily prosté řešení profilovaného skla světlometu s odrazovou parabolou. Tak zvaný projektorový systém světlometu, jakási druhá generace svítidel, obsahuje i plastovou čočku před zdrojem, která umožnila budovat i první AFD systémy (Adaptive Frontlight Systems), tedy systémy adaptace světelného toku dle naprogramovaných okolností. Nejvyspělejší je nyní dost používaný VarioX systém (xenonový zdroj) s proměnným svazkem světla, o němž jsme se již zmínili. Zdroje LED posunuly i tyto technologie ještě výše, VarioLED nabízí i ADB moduly (Adaptive Driving Beam), tedy přizpůsobení paprsku světla vůči protijedoucím vozidlům automaticky a za jízdy. Využívá se na světelné body citlivé kamery, která snímá protijedoucí světelné body a dokáže naprogramovanými pokyny ovlivnit tvar paprsku tak, aby zdroje světla v dáli, jímž jsou zpravidla jedoucí automobil nebo reflexní vesta chodce, nebyly oslněny. Stručně řečeno, paprsek je vlastně dělen na několik částí, aby vynechal a držel ve tmě protijedoucí bod. Tedy pravděpodobně automobil. A jsme skoro na vrcholu pyramidy nových technologií, když si představíme ještě i natáčení modulů při funkci dálkového světla, a to tak, že oba světlomety spolupracují na tvaru světelného kužele až do krajnosti – tím je tlumení (výborná funkce LED) až zhasnutí modulu uhýbajícího před možností oslnit protijedoucí vozidlo. Popis technologie je trochu složitý, ale obrázek vše vysvětluje a je logickým doplněním textu. Hranice světla se při potkávání vozidla jakoby rozestupuje a vytváří tmavý zub v kuželu, který se rozestupuje a pak uhýbá ke kraji až zhasne. Po projetí vozidla prostě znovu zdroj naskočí do režimu plné dálkové světlo. Ovšem za předpokladu, že vozidlo jede rychleji než 70 km.h-1. Pokud ne, automaticky se přepne do pozice potkávacích, čili tlumených světel. Z celého tohoto odstavce je patrné, že LED světlomety jsou budoucnost, především pro velké možnosti doplněním elektronikou a prostorovými možnostmi – s dodatkem, že jsou zatím drahé, ale jejich cena určitě klesne. Přinášejí však tolik výhod, že jejich většímu rozšíření nemůže v nejbližší budoucnosti nic zabránit. Vlastní VýVoj – páteř činnosti V Mohelnici Obrat společnosti Hella, která zaměstnává asi 27 000 pracovníků v 70 lokacích po celém světě, je asi 4,7 mld. eur a umožňuje až 8 % procent z této částky věnovat na vývoj. Tak zvaná Světelná divize je jednou ze tří, z nichž se koncern Hella skládá. (Hella vyvíjí a vyrábí i veřejné osvětlení a elektroniku.) Když v roce 1992 padlo rozhodnutí postavit nový závod na světlomety v Mohelnici, bylo českým manažerům jasné, že pokud pro výrobnu nezajistí i vlastní vývoj a zkušebnu, budou pouhou montovnou zmítanou ve větru konkurence. Hella je jen jedním ze čtyř výrobců světlometů v ČR a dalších ve světě a musí se proto otáčet. V roce 1995 zahájil tehdejší GŘ Ing. O. Svoboda činnost vývojového centra, které si poradilo s vývojem světlometů pro Octavii a následně dostalo další zakázky. Dnes má vývojové centrum a zkušebna v Mohelnici 335 pracovníků a obrat téměř 1 mld. korun ročně. Zákazníky jsou Škoda Auto, Volvo, BMW, Audi, DAF nebo Scania. Hned vedle vývojového centra je výrobní závod, jehož portfolio značek, jímž dodává světlomety, je ještě širší. Necelá tisícovka zaměstnanců zde dokáže vyprodukovat až 5 mld. korun za 4,5 mil. vyrobených světlometů za rok. Výroba je moderní. Vedle linky osazené lisy KrausMaffei, kde mohou vznikat technologií vstřikování jednomateriálové i dvoumateriálové světlomety zde umí pokovovat reflektorové, ale i jiné třeba jen ozdobné části výlisku kovovými vrstvami a nakonec světlomety kompletovat včetně příslušenství. Linka obsahuje i robotizovaná pracoviště, kde jsou světlomety povětšinou finálně kompletovány slepením a svorkováním. Linka musí denně vylisovat na 17 000 kusů, montážní technologie a přípravky na kompletaci světlometů si vyrobili v Mohelnici sami, mateřská firma jim do toho nezasahovala, když se přesvědčila o perfektní práci technologů. jsMe jen součástí systéMu Říkají pracovníci vývojového centra, jako např. Ing. Straka. Co to znamená a jak pomýlené je dnes dělit např. export na země EU a země, kam by naši politici nejraději zaměřili export, je možné ilustrovat právě na příkladu Helly a jejího vývojového oddělení. Vývojová centra koncernu jsou v Evropě kromě Německa na dalších třech místech, a pak v USA, Indii, Číně a Jižní Koreji. Všechna jsou navzájem propojena a pracují pro automobilky po celém světě, tedy na všech trzích. Pracují na společné internetové platformě systému SAP a všechna jsou vybavena sdíleným systémem CAD Catia verze 5 společnosti Dassault Systémes. Tyto programy sdílí asi 1500 pracovníků, kteří se dokáží navzájem doplňovat a na dálku spolupracovat. Takže prakticky nelze rozlišit, zdali vývojáři pracují pro export do Evropy či Asie. Jak probíhá práce na vývoji nového svítidla? Zákazník si vybere vývoj Hella Mohelnice a po obchodních formalitách jí zašle linkou DDX (Design Data eXchange) model přední části karoserie, z níž je jasné jak a kde bude světlomet vkomponován do linií přední části vozu a sdělí i prostorové možnosti pro nový světlomet. Následuje první návrh tvaru a vnitřního uspořádání světlometu včetně modulů, což ve výsledku znamená, že zákazník obdrží i audiovizuální záznam virtuální reality, jak budou probíhat různé funkce světlometu. Následuje práce na kolizních situacích a ověření kinematiky pohyblivých částí světlometu. Hned na to se provedou pevnostní výpočty některých kritických částí světlometu. (Stále se pohybujeme v prostředí CAD systému Catia.) Všechna tato data jsou sdílena oprávněnými osobami celého systému společnosti Hella na systému SAP v programu PDM (Project Data Management). Kdokoliv může zaskočit za svého kolegu z jiného kontinentu. Stává se běžně, že až je vše hotovo, zákazník najde na světlometu něco, co by rád změnil a konstrukce na to musí reagovat změnou. To by nebylo tak těžké, kdyby na projekci nenavazovaly další obory, jako příprava elektroniky, lisování plastů, návrh optiky a nakonec i technologie výroby atd. Ale softwarové CAD systémy jsou dnes nesmírně pružné, některé změny jdou provedeny dokonce automaticky při změně jediné kóty. To jsme ale trochu předběhli, navržený světlomet je posléze v prototypu vyroben (zakalkulujte si prosím cenu lisovací formy, která se pohybuje v řádu 10 mil. korun a více) a zkouší se ve zkušebně na odolnost proti vlhkosti, prachu, špíně (normalizovaná špína), mrazu, otřesům atd. Protokoly měření se musí předat zákazníkům, kteří si je ověřují. Sleduje se samozřejmě funkčnost světlometu, ale především jeho výsledné světelné parametry měřené na goniometru. Právě zde se pak dají virtuální realitou předvést zákazníkovi výsledné skutečné parametry a chování světlometu v softwaru Helios. Je to zajímavá práce a vyžaduje kontinuální styk se zákazníkem. Umožňuje tím lidem z Mohelnice styk se špičkovými designcentry velkých automobilek, otevírá se jim svět a snáze mohou sledovat světové trendy. Kladem je i to, že v plánu je získat pro tuto práci další a další pracovníky. Vývoj v Mohelnici se bude rozrůstat. Návštěva Helly Mohelnice je opravdu zážitkem a objasní mnoho neosvětlených a neznámých zákoutí automobilového průmyslu. Je to skutečný pohled do očí vozidel. O tom, že cesta k výzkumu v této firmě vskutku nebyla jednoduchá, jsme v Mohelnici hovořili s Ing. Jiřím Kubíčkem, vedoucím vývoje nových produktů. Celý rozhovor přineseme v TT č. 22. Jan Baltus
