Общие сведения о ксеноне

Подходя к вопросу безопасности автотранспортного средства, вполне логичным будет учесть эффективность его световых приборов. Конечно же, немалую роль играет качество исполнения оптики, рефлекторов и отражателей, но всё это не способно обеспечить эффективное формирование светового потока, не имея в основе своей прогрессивных ламп. Уже в полной мере представили свои, казалось непревзойдённые качества галогенные лампы, но ввиду неоспоримых свойств, ксенон оставляет своих аналогов далеко позади.

Ксеноновая лампа, полное название которой газоразрядная или H.I.D. ( High Intensity Discharge - высокоинтенсивный разряд). Источник ксенонового света - это газоразрядная лампа, наполненная смесью инертных газов, включающих ксенон. В ксеноновой лампе световой поток высокой интенсивности получается за счет свечения газа, инициированного дуговым разрядом между двумя электродами. Одной из проблем применения ксеноновых ламп является необходимость генерировать для розжига высокое напряжение (до 25000 В). Принцип работы лампы заключается в следующем. В начальный момент розжига лампы к ее электродам подводится высокое напряжение (до 25000 В) и под воздействием электромагнитного поля в колбе лампы начинается процесс ионизации частиц с формированием газоразрядной дуги. После этого требуемое для поддержания дуги напряжение снижается до ~ 85 вольт.

Блоки розжига (балласт) функционируют в трех различных режимах: Power Off Wait (режим ожидания), Run mode (включен), Shutdown mode (режим выключения).

Power Off Wait (режим ожидания): Когда входное напряжение ниже минимального (<7 В), или выше максимального (>21 В), блок розжига немедленно переходит режим ожидания. В этом режиме балласт тестирует входное напряжение. Если значение входного напряжения Ťпопадаетť в рабочую зону, балласт переходит в режим Run Mode (включен/работает).

Run mode (включен): В этом режиме балласт регулирует напряжение в цепи, выравнивая входное напряжение стабилизатором. В момент подачи напряжения (водитель включил ближний свет), блок розжига поджигает лампу подачей 23000 В, после поджига поддерживает свечение лампы согласно стандарту SAE О2009 или EC reg N.99. Выходное напряжение также регулируется блоком розжига между показателем min и max.

Shutdown mode (выключение):Когда блок розжига определяет Ťошибкуť, блок розжига отключает питание. Ошибку может вызвать замыкание, отсутствие лампы, выход напряжения на лампе за пределы нормального напряжения или любые ненормальные условия работы лампы.

Основные характеристики ксеноновой лампы:

Ксеноновые лампы могут быть использованы в фарах ближнего, дальнего и противотуманного света без замены штатной проводки. В настоящее время ксеноновые лампы выпускаются практически со всеми наиболее распространенными цоколями: H1, H3, H4, H7, Н8, Н9, Н11, H13, H27, 9004 (НВ2), 9005 (HB3), 9006 (HB4), 9007 (HB5), D2R, D2S.

В комплект биксенонового света, предназначенного как для ближнего, так и дальнего режимов, дополнительно входят 2 реле управления.

Световой поток, излучаемый ксеноновой лампой почти в два раза интенсивнее обычной штатной лампы накаливания. Обычная лампа накаливания излучает световой поток 600 люменов, галоген порядка 1550 люменов, ксеноновая лампа выдает больше 3000 люменов, при меньшей потребляемой мощности. Ксенон имеет наибольший коэффициент полезного действия. Применение ксенона увеличивает интенсивность по сравнению с обычными лампами в 2,5 раза. Освещение дорожного полотна также улучшается, поскольку световой пучок ксеноновой фары значительно шире. Ксеноновый свет в силу своего спектрального состава позволяет водителю увидеть объекты, находящиеся на проезжей части и обочинах дороги со значительно большего расстояния.

Большая экономичность и независимость светового потока ксенона от питающего напряжения

Потребляемую мощность ксеноновой лампы 35 Вт, а у обычной и галогеновой от 55Вт до 100Вт . Умножьте на 2 лампы и сравните. Ксеноновая лампа потребляет меньше энергии, что снижает нагрузку на генератор, электропроводку автомобиля, снижается расход топлива и количество вредных выбросов в атмосферу. У галогеновой лампы почти 40% энергии уходит в тепло, а у ксеноновой только 6%. Соответственно ксеноновая лампа излучает гораздо меньше тепла, что сказывается на большем сроке службы рефлектора и отражателя. Налипшая на фары грязь легче смывается. Можно не бояться того, что при попадании воды из лужи или дождя может лопнуть стекло фары. Если сравнивать ксеноновые и галогенные лампы с равным показателем светового потока, то энергопотребление первых будет примерно в 1.5 раза ниже. Разница же в сравнении с классическими лампами накаливания будет просто колоссальна. Ввиду того, что автотранспортное средство представляет собой автономный источник электроэнергии, уменьшение нагрузки в плане энергопотребления влечёт за собой снижение интенсивности износа деталей генератора, так и положительным образом влияет на аккумуляторные батареи. Да и световой поток ксенона при одинаковых параметрах световых приборов в 2.5 раза превышает аналогичную характеристику галогенных ламп.

Больший срок службы ксенона и вибрационная стойкость

Срок службы обычных галогеновых ламп составляет 180-500 часов. Но учитывая состояние дорожного покрытия, в России, менять их приходится гораздо чаще, так как при тряске происходит обрыв нити накаливания. Средний срок службы ксеноновых ламп составляет 2800-3000 часов. Долговечность ксеноновой лампы связана непосредственно со временем Ťстаренияť газа и качеством исполнения колбы. Исследования показали, что в среднем головной свет используется 4 часа в сутки. Таким образом, срок службы ксенона более 2 лет. Отсутствие у ксеноновой лампы нити накаливания делает ее защищенной от ударов и тряски. Учитывая, новые требования ездить постоянно с включенным ближним светом, выгода от ксенона очевидна. Уже при производстве ксеноновых ламп их наделили высокими влагостойкими качествами, благодаря использованию соответствующих материалов для изготовления цоколя. При этом защиту должного уровня получили и коннекторы, наиболее чувствительные к негативным воздействиям и повышенной влажности окружающей среды.

При использовании ксенона и биксенона происходит снижение нагрузки на глаза

Цветовая температура накаливания ламп варьируется в зависимости от состава в газе ксенона и хлоридов некоторых металлов. Цвет свечения меняется от желтого 3000 К до фиолетового 12000 К. Но самым идеальным считается накал в 5000 К. При этой температуре достигается чистый белый свет. Все, что выше, уходит в синеву, все что ниже в желтизну. Цветовая температура 5500 К соответствует естественному солнечному свету. Повышенная сила света и лучшая геометрия светового пучка улучшает видимость дорожного покрытия в любых погодных условиях. Даже в дождь и туман ксеноновые фары не создают световую стену перед Вашими глазами и легко проходят сквозь туман и капли дождя, полноценно освещая дорожное полотно.

Ксеноновая лампа это стеклянная колба с электродами, заполненная ксеноном и хлоридами некоторых металлов которые и определяют цвет свечения от желтоватого до фиолетового. Основной задачей являлось обеспечение чистоты газовой смеси для предсказуемого розжига и равномерного горения.

Паразитные примеси в ксеноне приводят к тому что, лампы имеют большой разброс диапазонов требуемого для розжига напряжения. Для гарантированного розжига первых ксеноновых ламп приходилось подавать значительно завышенное напряжение. Такой розжиг приводит к быстрому выгоранию ламп и выводит из строя пусковые блоки розжига.

Точная калибровка электродов ксеноновых ламп, формирующих дуговой разряд является одной из важнейших задач при изготовлении ксеноновых ламп. Не точная калибровка электродов приводила к рассеиванию энергии и повышению теплового излучения. Вызванный перегрев приводит к выгоранию ксеноновых ламп и преждевременному выходу из строя.

Устойчивость ксеноновых ламп к вибрациям. Со временем от тряски происходит разбалтывание колбы в следствии чего цоколь отходит от колбы и может произойти разгерметизация. Эту проблему может решить только аккуратное исполнение и общая культура и качество производства.

Развитие технологии пусковых блоков розжига не только положительно отразилось на качестве, но и сделало комплекты ксенонового света более доступными. Имеется ввиду доступность, как по стоимости, так и по возможностям установки на автомобили, где штатная оптика первоначально использовалась с галогеновыми лампами.

Пусковые блоки ксеноновых ламп являются неотъемлемой частью системы и от их технического уровня исполнения и режима работы с лампами зависит надежность всей системы.

Первое поколение ксенона было связано в первую очередь с отладкой технологии как таковой — процент брака в первом поколении комплектов ксеноновых ламп доходил до 30%, что было связано со сложной схематикой и огромным пусковым током. Чем больше комплектующих используется в оборудовании, тем выше вероятность его выхода из строя.

Второе поколение блоков розжига ксеноновых ламп снизило количество брака, но по прежнему не имело запаса надежности. Основная проблема заключалась в отсутствии обратной связи с лампой и маленьким разбросом напряжения поддерживающего горение. Из за небольшого изменения напряжения в сети автомобиля ксеноновая лампа затухала и для ее розжига приходилось выключать и заново включать систему розжига.

Третье поколение пусковых блоков для ксеноновых ламп уменьшило процент брака до 7%. Также появилась обратная связь с лампой для поддержки стабильности горения. Пусковой блок мог идентифицировать затухание лампы и своевременно подать импульс для розжига. Этот процесс происходит достаточно быстро, и водитель практически не теряет дорогу из виду. Но оставалась проблема высокого пускового тока, приводящего к выгоранию ламп. А как же низкое питающее напряжение, не позволяло зажигать свет при выключенном двигателе.

Блоки розжига ксеноновых ламп четвертого поколения разрешили большинство проблем. Количество брака уменьшилось до 3%. В блоках четвертого поколения конструктивно были разделены функциональные блоки отвечающие за розжиг и поддержание горения. Формирователь высоковольтных импульсов вынесен в виде отдельного модуля отдельно от блока управления, контролирующего процесс горения лампы. Для четвертого поколения пусковых блоков розжига ксеноновых ламп характерен более низкий порог питающих напряжений и пускового тока, что обеспечивает более стабильный и быстрый розжиг ламп. Чуть позже технические характеристики достигли соответствующего уровня и у ряда моноблоков, которые можно фактически тоже назвать блоками четвертого поколения. Со временем удалось технически совместить оба устройства в моноблоке сохранив характеристики раздельных блоков.

Пятое поколение ксенона стало последним витком эволюции блоков розжига. Процент брака сократился до 1%. Схема с разнесенными высоковольтным и управляющим низковольтным блоком стала интеллектуальной на базе вычислительного процессора. Использование новой HID технологии позволило повысить эффективность управления лампой. Множество комплектующих заменено одним процессором. Зашитые алгоритмы, позволяют задать системе высокую степень интеллектуальности и гибкости. Управляющие блоки пятого поколения прогнозируют состояние лампы и поддерживают процесс горении непрерывно с учетом ее уникальных характеристик и особенностей внешней среды. При этом поддерживается оптимальный режим подачи напряжения, не расходуется лишней энергии и таким образом продлевается срок службы лампы. А за счет сокращения числа элементов сократились и размеры самого блока розжига.

В итоге можно отметить, что развитие технологий вышло на качественно новый уровень. Достигнута высокая степень взаимодействия лампы и блока, гарантирующая практически стопроцентную надежность. Это означает более высокий уровень безопасности и комфорта при вождении.

При покупке ксенона необходимо обратить внимание на внешний вид ламп. Количество примесей в газовой смеси Вы конечно не определите, но калибровку электродов можно проверить визуально они должны лежать на одной оси, качество монтирования колбы в цоколь, и вид самого цоколя на предмет использования инородного переходника, оценить вполне реально. Криво впаянная не жестко закрепленная колба должны насторожить. Аккуратное же исполнение говорит об общей культуре производства, поэтому с большей вероятностью с чистотой газовой смеси тоже все будет в порядке.

Сравнительные характеристики ксеноновых и галогеновых ламп под цоколи

	Галогеновая лампа	Ксенон
Потребляемая мощность	55 ÷ 100 Вт	35Вт
Сила света	67500 кд	202500 кд
Световой поток	1550 лм	3200 лм
Цветовая температура	3200 К	4200 ÷ 8000 К
Световая отдача	28 лм/Вт	91 лм/Вт

Ксенон для Вашей безопасности.