Принцип работы ксенона для автомобиля: рассмотрим по полочкам

Ксеноновая лампа – это искусственный свет, который исходит из электрической дуги в колбе, заполненной ксеноном.

Ксеноновые фары уже давно и прочно закрепились в жизни автомобилистов. С каждым днем все больше и больше людей засматриваются на данный инструмент.

Особенности ксеноновых фар

Существует множество особенностей ксеноновых фар. Вот несколько из них:

• Первая особенность таких фар связана с тем, что в лампе отсутствуют спирали.
• Данные фары оснащены линзами, которые имеют переменный фокус. Они изменяют направление света самой лампы.
• Ксеноновые фары могут прослужить около двух тысяч часов. А мощность одной лампы составляет всего 35 Вт.
• Сейчас каждый водитель хочет улучшить свой автомобиль и сделать его более модным. Ксеноновые фары выглядят престижно. Небесный свет фар — это не только красиво, но и современно.

А существуют ли минусы?

Да, данные фары не только имеют свои достоинства, но также есть и недостатки.

• Ксеноновые фары — удовольствие дорогое. Не каждый автовладелец может себе это позволить.
• Из-за неправильной установки, свет может быть очень ярким. Это отрицательно действует на встречные машины.
• Если одна лампа перегорит, то менять придется сразу обе. Для чего это нужно? Чтобы свет всегда был равномерным.

Ксенон и галоген: в чем разница

В отличие от традиционных галогенных ламп накаливания, которые используют газ галоген, ксеноновые фары используют газ ксенон. Это газообразный элемент, который может излучать яркий белый свет, когда через него проходит электрический ток. Ксеноновые лампы также называют разрядными лампами высокой интенсивности или HID (High Intensity Discharge Lamp).

В 1991 году седаны BMW 7-й серии были первыми автомобилями, которые использовали систему ксеноновых фар. С тех пор крупные производители автомобилей устанавливают эти системы освещения в своих моделях. В целом установка ксеноновых фар говорит о высоком классе и повышенной стоимости автомобиля.

Конструкция лампы

15 кВт лампа для IMAX. Видны отверстия для подачи охлаждающей жидкости

Во всех современных ксеноновых лампах используется колба из кварцевого стекла с электродами из вольфрама, легированного торием. Кварцевое стекло — это единственный экономически приемлемый оптически прозрачный материал, который выдерживает высокое давление (25 атм в колбе ламп для IMAX) и температуру. Для специальных задач применяют изготовление колбы лампы из сапфира. Это расширяет спектральный диапазон излучения в сторону коротковолнового ультрафиолета и также приводит к увеличению срока службы лампы. Легирование электродов торием сильно увеличивает эмиссию ими электронов. Так как коэффициент теплового расширения кварцевого стекла и вольфрама различаются, вольфрамовые электроды вварены в полосы из инвара, которые вплавлены в колбу. В ксеноновой лампе анод при работе сильно нагревается потоком электронов, поэтому лампы большой мощности нередко имеют жидкостное охлаждение.

3 кВт лампа в пластиковом защитном транспортировочном контейнере

Для повышения светоотдачи лампы ксенон находится в колбе под высоким давлением (до 30 атм), что накладывает особые требования по безопасности. При повреждении лампы осколки могут разлететься с большой скоростью и могут травмировать персонал. Обычно лампа транспортируется в специальном пластиковом контейнере, который снимается с лампы только после установки лампы на место и надевается на лампу при её демонтаже.

При работе лампы колба сильно нагревается, в результате чего к концу срока службы колба становится более хрупкой из-за частичной кристаллизации кварцевого стекла. Для безопасности персонала производители ксеноновых дуговых ламп рекомендуют использовать защитные очки при обслуживании лампы. При замене ламп IMAX рекомендуется надевать защитный костюм.

Что такое блок розжига ксенона?

Блок розжига ксенона (балласт, электронный пускорегулирующий аппарат, ЭПРА) — компонент электрической бортовой сети транспортных средств; электронное устройство для запуска и поддержки работы газоразрядных ксеноновых дуговых ламп головного света.

Ксеноновые лампы — это газоразрядные источники света, в которых поток света формируется горящим в атмосфере ксенона электродуговым разрядом. Основная проблема данного типа ламп заключается в том, что для первоначального розжига дуги необходим импульс (или серия импульсов) тока с высоким напряжением — порядка 23-30 тысяч вольт (кВ), а для дальнейшего поддержания стабильного горения дуги нужно напряжение 80 В. Понятно, что от 12 и 24-вольтовой бортовой сети питать ксеноновую лампу нельзя — для этой цели и используются ЭПРА или блоки розжига ксенона.

На ксеноновый блок розжига возложено три основных функции:

• Розжиг электрической дуги ксеноновой лампы (запуск ламп) — преобразование постоянного тока низкого напряжения (12 или 24 В) в переменный или импульсный ток высокого напряжения (в две ступени — сначала до 500 В, затем до 23-30 кВ);
• Поддержка стабильной дуги (обеспечение работы ламп в течение всего времени использования головного света) — ограничение тока до необходимого напряжения (80 В);
• Общий контроль и управление ксеноновой лампой и всей электрической цепью ламп головного света.

То есть, ЭПРА обеспечивает возможность нормальной эксплуатации ксеноновых ламп на обычных транспортных средствах с низковольтной бортовой цепью. Блок розжига является ключевой деталью ксенонового головного света, поэтому при его установке в первую очередь следует позаботиться именно о выборе ЭПРА. Также с вопросом выбора блока приходится сталкиваться при его неисправности. Чтобы сделать верную покупку, следует сначала разобраться в конструкции и особенностях данных электронных устройств.

Конструкция ксеноновой автомобильной лампы

Лампа сконструирована из специальной трубки, хорошо запаянной, состоящей из прочного стекла или же надежного кварца. Внутри этой трубки находится смесь инертных газов под большим давлением. Большая часть всей смеси газов припадает на ксенон.

Внутри колбы также находится два электрода, обеспечивающие пропуск электрического тока и образование электрической дуги для розжига газа. Чтобы активизировать газ понадобится огромное количество энергии, превращающейся в последствии в высоковольтный импульс, благодаря специальному устройству – блоку розжига, принцип работы которого схож с трансформатором.

Стеклянный корпус изделия – это и есть трубка, которая может быть разной формы. Именно в трубку по обе вертикальные стороны впаиваются электроды, между которыми при подаче высоковольтного импульса от 23000 В дол 30000 В и активизируется электрическая дуга. В колбе есть и еще один электрод, сделанный в виде тонкой металлической дорожки, которая проходит вертикально сквозь всю трубку. Этот электрод необходим для ионизации газового состава и запуска разряда.

Преимущества ксеноновых ламп

35-ваттная ксеноновая лампа может выдавать до 3000 люмен. Сопоставимая галогенная лампа может набрать всего 1400 люмен. Цветовая температура ксеноновой системы также имитирует температуру естественного дневного света, которая составляет от 4000 до 6000 Кельвинов. С другой стороны, галогенные лампы дают желто-белый свет.

Широкое покрытие

Мало того, что скрытые лампы производят более яркий, более естественный свет; они также обеспечивают освещение дальше по дороге. Ксеноновые лампы распространяются шире и дальше, чем галогенные лампы, что позволяет вам вести машину намного безопаснее ночью на высоких скоростях.

Эффективный расход энергии

Это правда, что ксеноновые лампы потребуют больше энергии при запуске. Однако при нормальной работе они потребляют гораздо меньше энергии, чем галогенные системы. Это делает их более энергоэффективными; хотя преимущество может быть слишком маленьким, чтобы распознать.

Срок службы

Средняя галогенная лампа может работать от 400 до 600 часов. Ксеноновые лампы, могут работать до 5000 часов. К сожалению, ксенон все еще отстает от 25 000-часового срока службы светодиодных ламп.

Верный выбор, замена и эксплуатация блока розжига ксенона

Выбор ксеноновых блоков розжига необходимо делать, исходя из типа ксеноновых фар головного света: если они установлены на автомобиль штатно, то следует выбирать блоки розжига в соответствии с рекомендациями автопроизводителя; если они установлен не штатно, то следует подбирать блок розжига в соответствии с особенностями автомобиля и ксеноновых ламп. Наиболее просто выбор делать для штатного ксенона — нужно брать ЭПРА того же типа и каталожного номера, что были установлены ранее. Замена здесь допустима, но далеко не всегда, и в каждом конкретном случае нужно учитывать характеристики ламп и особенности электросистемы автомобиля.

Блок розжига ксенона с вынесенным игнитором

Что касается нештатного блока розжига, то здесь дела обстоят несколько сложнее. В первую очередь, данный блок должен иметь необходимые для работы установленных ксеноновых ламп характеристики — напряжение низковольтного контура (стандартно — 80 В, но возможны и другие варианты) и напряжение высоковольтного контура (стандартно 23000 В, но возможны варианты вплоть до 30000 В). Все эти характеристики должны быть прописаны в документах на лампы.

Также нужно учитывать схему фар головного света — обычный ксенон или би-ксенон. Конструктивно ЭПРА для этих систем одинаковы, но имеют отличия в цепях питания и подключения ламп, поэтому они не взаимозаменяемы.

Выбор между моноблочным и раздельным вариантом следует делать, исходя из наличия места под установку блока и особенностей электросистемы автомобиля. Моноблочные устройства требуют монтажа только одного корпуса и требуют меньше места в фаре для разъема ламп, однако они могут создавать наводки и помехи, что будет отражаться на работе бортовой сети (например — помехами радиоприему или при работе аудиосистемы). Раздельные блоки требуют места для монтажа игнитора (стартера), однако они обеспечивают лучшую защиту от помех, а при необходимости игнитор можно заменить отдельно от балласта и наоборот.

Наконец, для автомобилей с системой диагностики цепей питания ламп головного света следует брать блоки розжига с «обманками» — в этом случае придется позаботиться о размещении дополнительного модуля небольшого размера, однако будет обеспечена нормальная работа фар.

При установке ксенона следует брать комплект из двух блоков розжига — по одному на каждую фару. Монтаж этих устройств обычно не доставляет проблем, так как все подключения выполняются через штатные разъемы. Главное — найти удобное место для размещения блока и аккуратно развести проводку.

Обратите внимание: в высоковольтном контуре ЭПРА ксеноновых ламп действуют токи высокого напряжения, поэтому при монтаже и испытаниях следует соблюдать правила техники безопасности!

При правильном выборе и монтаже блоков розжига ксеноновые фары будут надежно и эффективно работать, освещая путь автомобиля даже в самую темную ночь.

Для чего их вообще устанавливают?

Самая главная причина установки таких фар заключается в освещение. По сравнению с галогенными лампами, ксенон побеждает по всем параметрам. Яркость выше, цветовой спектр лучше. В дождливую погоду ксеноновый луч не отражается от капель воды, а проникает сквозь них. Водитель всегда видит перед собой четкий горизонт. Ксеноновые фары – это комфорт и безопасность.

А еще ксеноновые фары — это новый и более развитый уровень комфорта. Глаза не напрягаются и не устают, ведь дорога всегда хорошо освещена. И это все благодаря ксенону.

Варианты исполнения

Короткодуговые лампы (шаровые лампы)

Наиболее распространены короткодуговые лампы. В них электроды расположены на небольшом расстоянии, а колба имеет шарообразную или близкую к шарообразной форму.

Керамические лампы

Лампа Cermax для видеопроекторов

Ксеноновые короткодуговые лампы могут выпускаться в керамической оболочке со встроенным рефлектором. Благодаря этому лампа получается более безопасной, так как из стекла сделано только небольшое окно, через которое выходит свет, а также не требуется юстировка при установке и замене. В такой лампе может быть окно, как пропускающее ультрафиолетовое излучение, так и непрозрачное для него. Рефлекторы могут быть как параболическими (для получения параллельного светового потока), так и эллиптическими (для сфокусированного в точку или цилиндрическом теле, например, для накачки лазеров).

Длиннодуговые лампы (трубчатые лампы)

По конструкции длиннодуговые лампы отличаются от короткодуговых тем, что электроды дальше разнесены друг относительно друга, а колба имеет форму трубки. Ксеноновые лампы с длинной дугой требуют балласта меньших размеров, а в некоторых случаях могут использоваться без балласта, так как имеют участок на вольт-амперной характеристике с положительным дифференциальным сопротивлением. Такие лампы нередко устанавливаются в рефлектор в виде параболического цилиндра и используются для освещения больших открытых пространств (на железнодорожных станциях, заводах, складских комплексах и т. п.), а также для моделирования солнечного излучения, например при тестировании солнечных батарей, проверке материалов на светостойкость и т. д. Длиннодуговая ксеноновая лампа «Сириус», выпускавшаяся в СССР, имела рекордную мощность 100 кВт.

Наказание за ксенон

На данный момент сотрудники ДПС следят за тем, чтобы водители использовали только правильные источники освещения. По этой причине большинство владельцев ТС стараются опасаться карательных санкций.

Использовать ксеноновые фары можно, если они установлены легально. Однако на практике показано совсем другое. Сотрудники ГИБДД часто применяют статью КоАП РФ 12.5. Там говорится о том, что управлять машиной запрещено, если на ней установлены приборы, которые нарушают требования «Основных положений по допуску ТС…». Это приводит к наказаниям.

Вывод такой: установка ксеноновых лампочек не является нарушением, если она обусловлена техническими особенностями ТС.

Недостатки ксеноновых ламп

Хотя ксеноновые фары обеспечивают исключительную естественную яркость, подобную дневному свету, у них есть некоторые недостатки.

Довольно дорогие

Ксеноновые фары стоят дороже, чем галогенные лампы. И хотя они стоят дешевле, чем светодиодные, их средний срок службы таков, что вам будет необходимо заменить ксеноновую лампу как минимум 5 раз, прежде чем потребуется заменить светодиодную.

Сильный блик

Ксенон плохого качества или неправильно настроенный, может быть опасен для проезжающих автомобилистов. Блики могут ослепить водителей и стать причиной дорожно-транспортного происшествия.

Переоснащение с галогенных фар

Если у вас уже установлены галогеновые фары, то установка ксеноновой системы освещения может быть довольно сложной и дорогой. Конечно, лучшим вариантом является наличие ксенона в стоке.

Требуется время для достижения полной яркости

Включение галогеновой фары дает вам полную яркость в мгновение ока. Для ксеноновой лампы вам понадобится несколько секунд, чтобы лампа прогрелась и достигла полной рабочей мощности.

Ксеноновые фары очень популярны в наши дни благодаря яркости, которую они обеспечивают. Как и у всех, у этой системы освещения автомобиля есть свои плюсы и минусы. Взвесьте эти факторы, чтобы определить, нужен ли вам ксенон.

Свое мнение и опыт использования ксенона оставляйте в – обсудим!

​

Понравилась статья?

Поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях:

А еще у нас интересные e-mail рассылки, подписывайтесь! (1 раз в неделю)

Срок службы ксенона

НУ и в заключении хочется отметить — что на данный период времени, ксеноновая лампа самая долговечная из оппонентов. В среднем работает около 200 000 часов, что примерно 4 – 5 лет использования по два – три часа в день. Да и потом он может не перегореть, однако его свечение кардинально меняется, то есть лампа как бы выцветает. Ее нужно срочно заменить, для восстановления изначальных характеристик.

Сейчас небольшое полезное видео, смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю, я вам подробно объяснил — как работает лампа и сам блок розжига. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

Применение

Ксеноновые лампы чаще всего применяются в проекторах и в сценическом освещении, так как имеют очень хорошую цветопередачу. Благодаря малому размеру излучающей области они нашли применение в оптических приборах.

Начиная с 1991 года широкое распространение ртутно-ксеноновые лампы нашли в автомобильных фарах. Точнее, в автомобильных лампах основной световой поток формируют ртуть, соли натрия и скандия, а в атмосфере ксенона разряд происходит только на время запуска, до испарения других компонентов. Поэтому их стоит скорее относить к металлогалогенным лампам, однако при этом возникла бы путаница в названиях, так как в автомобильной светотехнике применяются также галогенные лампы накаливания.

В России при установке ксеноновых ламп на автомобиль необходимо также установить систему автоматической регулировки угла наклона фар и фароомыватели, во избежание ослепления встречных водителей.

• 

  Советская вспышка с фотоловушкой FIL-107

• 

  Ксеноновые фары на автомобилях.

Какой штраф за ксеноновые фары

Если все-таки водителя поймали, а это может случиться, даже если машина не движется, а стоит на месте. Сотрудник ДПС может обнаружить автомобиль с нештатным ксеноном и отправить его на проверку. Если выяснится, что ксенон установлен неправомерно, то автолюбителю придется заплатить штраф в размере трех тысяч рублей. Также автомобиль лишается ксенона по ч 1 ст. 12.4 КоАП РФ.

Заключение

Установка ксенона – это не дешевое удовольствие. Здесь придется хорошо потратиться. Но использование таких ламп обеспечит водителям только комфортное вождение в любое время года.

Если после ксенона автолюбитель захочет вернуть галоген, то ему будет не хватать яркости и насыщенности. Снова появятся проблемы с видимостью.

Также нужно помнить, что за использование нелегального ксенона можно получить штраф, а еще хуже – лишение прав. В некоторых случаях этого можно избежать.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...

Читайте также:

Какой лучше выбрать ксенон для автомобил... Как проверить блок розжига ксенона на ра... Законно ли лишение прав за ксенон... Ксенон в противотуманках — рассмот...