Ксеноновые лампы для авто: d2s, d1s, h4, h7, hb4

Конструкция лампы [ править ]

Вид сбоку лампы IMAX мощностью 15 кВт с отверстиями для жидкостного охлаждения

Во всех современных ксеноновых лампах с короткой дугой используется оболочка из плавленого кварца с торированными вольфрамовыми электродами. Плавленый кварц — единственный доступный в настоящее время с экономической точки зрения материал, который может выдерживать высокое давление (25 атмосфер для лампы IMAX ) и высокую температуру, присутствующую в операционной лампе, при этом оставаясь оптически прозрачным. Торий легирующей примеси в электродах значительно повышает их эмиссии электронов характеристики. Поскольку вольфрам и кварц имеют разные коэффициенты теплового расширения , вольфрамовые электроды привариваются к полоскам из чистого металлического молибдена или сплава инвара , которые затем плавятся в кварце, образуя уплотнение оболочки.

Из-за очень высоких уровней мощности большие лампы охлаждаются водой. В проекторах IMAX корпуса электродов изготовлены из твердого инвара и покрыты торированным вольфрамом. Уплотнительное кольцо герметизирует трубу, так что голые электроды не контактируют с водой. В устройствах с низким энергопотреблением электроды слишком холодные для эффективной электронной эмиссии и не охлаждаются. В приложениях с высокой мощностью необходим дополнительный контур водяного охлаждения для каждого электрода. Чтобы снизить стоимость, водяные контуры часто не разделяются, и воду необходимо деионизировать, чтобы сделать ее электрически непроводящей, что позволяет кварцу или некоторым лазерным средам растворяться в воде.

Перспективный вид лампы мощностью 3 кВт, показывающий пластиковый защитный экран, используемый при транспортировке.

Для достижения максимальной эффективности газообразный ксенон в лампах с короткой дугой поддерживается под чрезвычайно высоким давлением — до 30 атмосфер (440 фунтов на квадратный дюйм / 3040 кПа), что создает проблемы с безопасностью. Если лампу уронят или разорвут во время эксплуатации, части оболочки лампы могут быть выброшены с большой скоростью. Чтобы уменьшить это, большие ксеноновые лампы с короткой дугой обычно поставляются в защитных экранах, которые будут содержать фрагменты оболочки в случае разрушения. Обычно экран снимается после установки лампы в корпус лампы. Когда срок службы лампы подходит к концу, защитный экран снова надевается на лампу, а отработанная лампа снимается с оборудования и утилизируется. По мере старения ламп увеличивается риск выхода из строя, поэтому заменяемые лампы подвергаются наибольшему риску взрыва.Производители ламп рекомендуют использовать средства защиты глаз при обращении с ксеноновыми лампами с короткой дугой. Некоторые лампы, особенно те, которые используются в проекторах IMAX, требуют использования защитной одежды для всего тела.

Ксеноновые дуговые лампы [ править ]

Они конструктивно похожи на лампы с короткой дугой, за исключением того, что расстояние между электродами в стеклянной трубке значительно увеличено. При установке в эллиптическом отражателе эти лампы часто используются для имитации солнечного света короткими вспышками, часто для фотографии. Типичные области применения включают тестирование солнечных элементов (с использованием оптических фильтров), моделирование солнечного излучения для определения возраста материалов, быструю термическую обработку, контроль материалов и спекание.

Хотя ксеноновые лампы с длинной дугой не были широко известны за пределами России и бывших советских стран-сателлитов, они использовались для общего освещения больших площадей, таких как вокзалы, спортивные арены, горнодобывающие предприятия и высокие пролеты атомных электростанций. Эти лампы, Лампа ксеноновая ДКСТ, буквально «ксеноновая лампа ДКСТ», характеризовались высокой мощностью от 2 кВт до 100 кВт. Лампы работали в своеобразном режиме разряда, когда плазма термализовалась, то есть электроны были не намного горячее самого газа. В этих условиях была продемонстрирована положительная вольт-амперная кривая. Это позволяло более крупным типоразмерам, таким как 5 и 10 кВт, работать напрямую от сети переменного тока напряжением 110 и 220 вольт соответственно без балласта — для зажигания дуги требовалось только последовательное запальное устройство.

Лампы производили около 30 люмен / ватт, что примерно вдвое превышает эффективность вольфрамовой лампы накаливания, но меньше, чем у более современных источников, таких как галогениды металлов. Их преимуществом было отсутствие содержания ртути, конвективное воздушное охлаждение, отсутствие риска разрыва под высоким давлением и почти идеальная цветопередача. Из-за низкой эффективности и конкуренции со стороны более распространенных типов ламп сегодня осталось немного установок, но там, где они есть, их можно распознать по характерному прямоугольному / эллиптическому отражателю и четкому сине-белому свету от относительно длинного трубчатого источника.

Основные сведения о ксеноне

Рынок галогенных ламп постепенно уходит в прошлое. Их место начинает занимать ксенон. Этот газ позволяет поднимать температуру тела накаливания до точки плавления вольфрама. При этом свет по своему спектру свечения приближается к уровню солнечного. Но обычные ксеноновые лампы отличаются от автомобильных аналогов с характерным голубоватым свечением. Собственно говоря, и сама структура фонаря не имеет нити накаливания. Во время подачи высоковольтного напряжения в них светится электрическая дуга, появляющаяся между специальными электродами при газовом разряде.

Газоразрядные ксеноновые фары гораздо сложнее по своей структуре. Одним из важнейших элементов такой лампы является модуль зажигания. Именно он способствует появлению газового разряда. Сложность и многоэтапность работы ксеноновых фар привела к тому, что ее сначала можно было использовать только для ближнего света. Лишь со временем специалисты смогли разработать «биксенон», позволяющий светить и на дальние дистанции. 

Этого удалось достичь двумя способами: 1) ксеноновая фара получила специальный прожектор, который при включении ближнего света отсеивал часть лучей, а при использовании дальнего просто не препятствовал его свободному прохождению; 2) использование разных ламп для ближнего и дальнего света. Сепарация привела к интересному открытию – такой, казалось бы, простой способ увеличил эффективность освещения на 40%!

Если после прочтения всей этой информации всё ещё не совсем ясно, что лучше, ксенон или галоген, можно прислушаться к мнению тех, что на собственном опыте ощутил разницу при езде на оптике обеих типов. Конечно, такие советы будут в определённой степени субъективными, но всё же глас народа игнорировать никак нельзя. Поэтому мы берём на себя смелость изложить наиболее важные аспекты, касающиеся противостояния, ставшего темой нашей статьи:

Ксеноновые лампы гораздо лучше позволяют рассмотреть в кромешной темноте как дорожную разметку, так и обочину дороги, но при их использовании важность правильной регулировки возрастает многократно. Если игнорировать этот аспект, вы будете ослеплять машины, движущиеся навстречу.
Галогенки в туман оказываются практически бесполезными – их свет выхватывает только небольшой участок дороги перед фарами

Ксенон в этом плане предпочтительней – он ярче, и потому не формирует белесой пелены, мешающей разглядеть дорогу дальше нескольких метров.
Большая яркость ксенона – это положительный фактор не только для непогоды. С ксеноном вы сможете увидеть дефект дорожного полотна на таком расстоянии, которое позволит вовремя среагировать на это. С галогенками вам просто придётся ехать медленнее.
Поскольку энергопотребление у ксенона тоже ниже, при их использовании вы сможете сэкономить и топливо (правда, в таком количестве, которое вряд ли будет ощутимым).
Надёжность галогенной лампы снижена из-за наличия нити накаливания, которая чувствительна к встряскам. У ксенона такой компоненты нет, а надёжность электронных микросхем гораздо выше – тряска и удары им не так страшны.
Галогенка начинает освещать дорогу сразу после включения. Ксенону нужно некоторое время для того, чтобы зажечься. Это неприемлемая ситуация в тех случаях, когда требуется «поморгать» фарами – с ксеноновой оптикой днём об этом можете и не мечтать.
Если галогенная лампочка перегорела, вы покупаете новую, снимаете рассеиватель, вынимаете перегоревшую лампочку и устанавливаете новую Работы на пару минут. С ксеноном дела обстоят не так радужно – их конструкция намного сложнее. К тому же если неисправна одна лампа, менять придётся обе – в противном случае вы гарантированно получите несогласованность между светотехническими характеристиками новой и старой фары.
С точки зрения стоимостного фактора комплект галогенок обойдётся вам как минимум на порядок дешевле ксенона.
Цену следует сопоставлять с ресурсом изделий. Ксеноновые лампы имеют усреднённый срок службы порядка 3000 часов, у галогенок это 400-600 часов. Здесь разница не десятикратная, но тоже ощутимая.
Наконец, стоит учесть и личные предпочтения. Галогенки – это жёлтый или максимум белый цвет. У ксенона – от белого до голубого. Если для вас важен именно этот фактор, то помните, что голубой ксенон очень яркий и слепит встречные машины. Лучше поискать усовершенствованную галогенку с высокой цветовой температурой – они уже выпускаются.

Сопоставив все эти факты, вы сможете самостоятельно просчитать все важные количественные характеристики, на основании которых и сделать оптимальный выбор.

Механизм генерации света [ править ]

Выходной профиль ксеноновой дуговой лампы.

Ксеноновые лампы с короткой дугой бывают двух различных разновидностей: чистый ксенон, содержащий только газообразный ксенон; и ксенон-ртуть, содержащий газообразный ксенон и небольшое количество металлической ртути .

Чистый ксенон

В чистой ксеноновой лампе большая часть света генерируется в крошечном плазменном облаке точечного размера, расположенном там, где поток электронов покидает поверхность катода. Объем генерации света имеет форму конуса, а сила света экспоненциально спадает при переходе от катода к аноду. Электроны, проходящие через плазменное облако, ударяются об анод, вызывая его нагрев. В результате анод в ксеноновой лампе с короткой дугой должен быть либо намного больше, чем катод, либо иметь водяное охлаждение для рассеивания тепла. Выходная мощность чистой ксеноновой лампы с короткой дугой обеспечивает довольно непрерывное спектральное распределение мощности с цветовой температурой около 6200K и индексом цветопередачи, близким к 100. Однако даже в лампе высокого давления есть несколько очень сильных эмиссионных линий в ближней инфракрасной области, примерно в области 850–900 нм. Эта спектральная область может содержать около 10% всего испускаемого света. необходима цитата Интенсивность света колеблется от 20 000 до 500 000 кд / см 2 . Примером может служить «лампа XBO» — торговая марка OSRAM для чисто ксеноновой лампы с короткой дугой.

Для некоторых приложений, таких как эндоскопия и стоматологическая техника, включены световодные системы.

Ксенон-ртуть

Ксеноновая дуговая лампа (Osram XBO 4000W).

Как и в чистой ксеноновой лампе, большая часть излучаемого света излучается из облака плазмы крошечного размера около торца катода. Однако плазменное облако в ксенон-ртутной лампе часто меньше, чем в чистой ксеноновой лампе эквивалентного размера, из-за того, что поток электронов быстрее теряет свою энергию в направлении более тяжелых атомов ртути. Ксеноново-ртутные лампы с короткой дугой имеют голубовато-белый спектр и чрезвычайно высокую мощность УФ-излучения . Эти лампы используются в основном для УФ- отверждения , стерилизации предметов и генерации озона .

Плюсы и минусы

В таблице приведены основные отличия между тремя источниками света:

Ксеноновые лампы хорошо работают в противотуманных фарах. Они хорошо освещают дорогу вдаль при использовании в дождливую и туманную погоду. Это самый безопасное освещение по сравнению с остальными источниками света.

Ксенон, как и светодиод, не боится плохих дорог и различных ударов, чего нельзя сказать про галогеновые лампы.

Но, к сожалению, ксенон не лишен недостатков. К ним относятся:

• размещать в фары автомобиля можно далеко не весь ксенон. К примеру, на территории Российской Федерации допускается использование только того ксенона, который был установлен на заводе изготовителем;
• сложная установка. Для оснащения транспортного средства ксеноновым освещением придется вмонтировать довольно-таки сложное оборудование;
• для включения лампочки нужно большое напряжение. Здесь нельзя обойтись без «блока розжига»;
• неэкономичный расход. При освещении данного вида происходит большая нагрузка на генератор машины. Следовательно, возрастает расход топлива. Хотя расход изменяется незначительно, но все равно это является отрицательным моментом;
• дорогое оборудование;
• нужно точно определить степень наклона фар из-за большой яркости источников света;
• усложненность соединения в одной фаре ближнего и дальнего света.

Список недостатков ксеноновых ламп сопоставим с их достоинствами.

Что касается светодиодов, то на данный момент они лидируют на рынке продаж, благодаря таким достоинствам, как:

• низкое энергетическое потребление;
• экономичность бензина, опять же благодаря низкому потреблению;
• специализированный драйвер, который нужен для монтажа светодиода, можно с легкостью уместить в резиновом чехле фары;
• довольно яркий и мощный поток света(говоря о светодиодах последнего поколения);
• любые спецификации светодиодного освещения разрешены на территории РФ, чего нельзя сказать о ксеноне;
• возможно создать подсветку фар любым цветом;
• светодиоды светят хорошо, но при этом не слепят. Светодиоды светят достаточно интенсивно для дождливой и туманной погоды;
• возможность выбрать любую форму и размер светодиода;
• стоимость светодиода такая же, как и у ксенона.

К недостаткам светодиодного освещения причисляют:

• возможны скачки от перенапряжения;
• драйвера работают не очень долго;
• яркость не такая сильная, как у ксенона.

Установка биксенона своими руками

Вместо двух комплектов ксенона можно установить биксенон. Если на автомобиле имеется штатный блок розжига, монтаж будет совсем несложным, но потребуется доработка самой фары. Итак, устанавливаем биксенон сами:

Сначала надо полностью снять передний бампер или хотя бы отогнуть его (нижние крепления можно не откручивать).

Разобрать фары.

Снять все пружинки и скобы.

Обломать два выступа (посадочное место под лампу трогать не нужно).

Выскоблить весь штатный герметик (можно слегка подогревать его феном). Далее надо просто высверлить на дефлекторе отверстие под проводку. Это отверстие расположено за штатной шторкой, и после установки линз в фары его не будет видно.

Вставить лампу, протянуть в отверстие провода (в инструкции по установке биксенона есть подробная схема).

Выровнять линзу и зафиксировать гайкой с обратной стороны. Залить в щель между посадочным местом лампы и шайбой специальный термоклей, склеить плафон и фару герметиком.

Завершив монтаж биксенона, можно выполнить установку переднего бампера.

Как установить

Если куплен неполный комплект для ксеноновых источников света, стоит отложить установку до приобретения всех недостающих частей. К примеру, без автокорректора свет распространяется под неправильным углом к дорожному полотну, что ухудшает видимость.

Правила установки ксенона в фары:

1. Перед работой проверить каждый элемент комплекта на повреждения. При наличии сколов или царапин установка невозможна.
2. Установку рекомендуется проводить сухими и чистыми руками.
3. Каждое соединение необходимо изолировать и спрятать. Им требуется надежная защита от влаги и механических воздействий.
4. Запрещается долго смотреть на свет ксеноновых ламп – это может нанести вред зрению
5. Перед установкой следует отсоединить провод от плюсовой клеммы батареи.

Перед снятием галогеновых ламп необходимо убрать защитную крышку фар, затем отсоединить контактные провода от источника света и вытащить его.

Порядок установки ксенона:

Новую лампу осторожно извлечь из защитной колбы и вставить в отверстие. Нельзя дотрагиваться до самой колбы

При наличии фиксирующей пружинки, которая удерживала галогеновый источник света, ее необходимо примять. Провода от фары будут протянуты сквозь нее и выведены в подкапотное пространство через заглушку. Поскольку со стороны батареи это сделать будет намного легче, ее лучше снять.
После монтажа лампы подключить ее к блоку розжига.
Создание отверстий в заглушках фар, чтобы протянуть провода. Их делают диаметром 25 мм.
Подобрать место для монтажа устройства розжига. Его располагают ближе к фарам, чтобы провода были натянуты. Место установки должно быть вдали от источников нагрева.
Закрепить блок винтами или хомутами.
Соединить проводку от ксеноновых ламп и блока. Каждый провод окрашен в свой цвет, поэтому перепутать их невозможно.

Установка биксеноновых фар требует подключения контроллера напряжения. Элемент подводят к питанию блока розжига.

Какие лампы правильные

Безусловно тот, который установлен производителем автомобиля. Нелишним будет знать, что если для модели вашего автомобиля предусмотрен штатный ксеноновый свет (в некоторых комплектациях), а у вас установлены галогеновые фары — можно устанавливать ксеноновые блоки заводского исполнения. Только автомобиль надо будет оснастить фароомывателями (корректоры уже будут стоять на ксеноновых фарах).

Если вы решили самостоятельно заменить галоген на биксеноновые линзы, лучше приобретать комплекты, имеющие сертификат, выданный в Российской Федерации. Тогда проще будет пройти техническую экспертизу в представительстве НАМИ-ПТИА-ФОНДа и получить разрешение на внесение изменений в конструкцию автомобиля.

Установку следует производить в соответствии с требованиями техрегламента.

Изучите требования регламента перед установкой линз

Не допускаются паразитные засветки от старых отражательных элементов. Мощность газоразрядной лампы не должна превышать штатную характеристику фары, существенные различия не допускаются.

Учитывайте штатные характеристики оптики вашего автомобиля

После установки биксенонового модуля следует произвести регулировку светотеневой границы. Лучше всего это сделать на специальном стенде. Верхняя граница не должна быть выше оптического центра фар.

Настройка может производится и в обычных условиях, но точность её будет не такой высокой, как на стенде

Устанавливать или нет?

Преимущества ксеноновых фар очевидны, однако и на их недостатки не стоит закрывать глаза, потому что неправильно установленный ксенон рано или поздно может «выйти боком» не только владельцу автомобиля, но и всем окружающим.

Если автовладелец всё же хочет установить ксенон на свой автомобиль, в котором изначально он не был предусмотрен – для этого существует только один способ, который гарантированно не принесёт проблем ни с сотрудниками ГИБДД, ни с ослеплёнными встречными водителями.

Нужно заменить свои штатные фары на штатные ксеноновые. Для этого необходимо изучить все возможные комплектации своего автомобиля (даже те, которые поставлялись в другие страны) и поискать такую, в которой есть ксенон.

Если комплектации с ксеноном не нашлось – значит «законная» установка ксенона в этот автомобиль возможна только при помощи каких-либо «тюнингованных фар» (приспособленных для установки ксенона и имеющих соответствующий сертификат). Однако внешний вид таких фар может быть специфическим и многим автовладельцам может не понравиться.

Виды ксеноновых ламп.

Разновидности цоколей ксеноновых источников света.

В зависимости от назначения существует три типа разных цоколей: Н, НВ и D.

По конструктивному выполнению выделяют шаровые, трубчатые и керамические источники света.

Шаровые ксеноновые лампы небольшие, колба в виде шара. Отличительными чертами являются небольшой размер светящейся области и высокая яркость света.

Электроды находятся на минимальном расстоянии друг от друга: 3-6 мм или 0,3-2,5 мм у ламп специального назначения. Мощность шаровых источников света достигает 7  кВт.

По российским стандартам шаровые лампы обозначаются, как ДКсШ (дуговая ксеноновая шаровая).

Такой тип источников света нашел широкое применение для фар автомобилей.

Керамические  источники света отличаются наличием керамической колбы, в которой выполнены отверстия для прохождения ультрафиолета. Применяются в медицине и фармацевтике для обеззараживания.

Трубчатые КДЛ имеют в составе колбу в виде трубки разной длины и диаметра.  Электроды могут располагаться на значительном удалении друг от друга. По российским стандартам обозначаются, как ДКсТ (дуговые ксеноновые трубчатые). Мощность таких ламп находится в пределах 2  Вт − 50  кВт.

Для правильного и безопасного использования трубчатых ксеноновых ламп необходимы устройства для ограничения силы тока, которые встраиваются в электрическую схему. Такой тип источников света используются для наружного и внутреннего освещения больших площадей и объектов.

Кроме того существует деление КДЛ на следующие типы:

• долгого использования с короткой дугой (аналогично ксеноновым лампам для фар);
• долгого использования с длинной дугой (аналогично трубчатым);
• лампы-вспышка (с дополнительным третьим электродом для разжигания).

Также выделяют лампы, работающие на постоянном и переменном токе.

Устройство и принцип работы

В конструкции ксеноновых ламп нет спирали накаливания. Она заменена электрическим разрядом, который появляется между электродами, помещенными в эллиптическую колбу. Именно в ней находится газ ксенон, смешанный с солями металлов. Смесь закачивают под давлением. При эксплуатации изделия образуется сильный пучок света, превосходящий по интенсивности галогенные лампочки. Поэтому с ксеноновым светом устанавливают специальные линзы и рефлектор.

Предотвратить ослепление других водителей на дороге помогает оптика с ксеноном, которая оборудуется омывателем фар и динамическим корректором. Последний имеет довольно высокую цену, однако особенно необходим при таком тюнинге. Омыватель фар исключает рассеивание света через забрызганные грязью стекла. При установке ксеноновой оптики на подержанную машину регулировку света проводят на стационарном аппарате.

Цвета ламп зависит от температуры (измеряется в кельвинах), до которой нагревается газ в колбе. Ассортимент современных источников света включает следующие виды:

1. Ксенон 3000к светит теплым желтоватым оттенком – его можно устанавливать только в противотуманки.
2. 4300к имеет бело-молочный свет – его устанавливают на заводе.
3. 5000к – белый.
4. 6000к – голубой кристалл.

Поскольку в ксеноновых лампах отсутствует нить накаливания, в первые годы их использования возникали трудности с включением ближнего и дальнего света. Ксеноновые источники света устанавливали только на машины с 4 рефлекторами. Однако современная оптика представлена двумя конструкциями биксенона. В простых изделиях колбы с ксеноном смещаются в одном цоколе. Биксеноновые фары – это устройства, оснащенные шторкой для неполного закрывания рефлектора. Современная оптика имеют привод, который двигает лампу горизонтально, обеспечивая разные режимы освещения дороги.

Маркировка

Обычные лампочки, согласно ГОСТу, имеют следующую маркировку:

• C – ближний свет;
• R – дальний;
• CR – двухрежимный.

В обозначении фар для ксенона должна быть написана буква «D», а для галогена – «H». Если владелец автомобиля устанавливает такие лампы, он должен убедиться, что на оптике имеются соответствующие обозначения.

На многих машинах маркировка фар находится на их стеклянной части, сзади или сверху. В последних случаях потребуется открыть капот. На некоторых моделях понадобится снять фару. Стоит рассмотреть изделие с маркировкой:

1. Обозначение «1» расположено слева и указывает на тип фары: A – боковые, B – противотуманные, C – ближнего освещения, R – дальнего, CR или C/R – соответственно, ближнего и дальнего.
2. Обозначение «2» относится к типу ламп, к примеру, HCR или DC.
3. Цифра «3» имеет несколько расшифровок и выглядит как «E15». Первая буква обозначает международный стандарт (E – для машин европейского производства, DOT или SAE – для авто из США). Рядом с буковой находится цифра – код страны-производителя.
4. Обозначение «4» выглядит как стрелка, одно- или двунаправленная. Если она указывает вправо – значит, оптика предназначена для стран с правосторонним движением. В универсальных изделиях фары имеют двунаправленные стрелки.

Сравнение с другими видами фар и что лучше

Фары ксенон, как и светодиодные лед лампы, постепенно заменяют галогеновые. Их свет можно сравнить с дневным, тогда как при работе старых ламп он имеет желтый оттенок и быстрее утомляет глаза водителя. Свет от ламп накаливания, как и от галогеновых, рассеивается благодаря определенной конструкции фар. Ксеноновый образует пучок лучей за счет применения линз.

Срок эксплуатации ксеноновых источников света намного больше, чем у остальных – около 3 тыс. часов. Галогеновые лампочки могут прослужить лишь 500 часов. Различия кроются и в конструкции ламп, ведь при ксеноновом освещении свет создается за счет работы колбы с закачанным газом, а в галогеновых накаливается спираль из специального сплава. Светодиодные фары лед сотрудники ГИБДД приравнивают к галогеновым.