КСЕНОН СМОТРИМ НА СИТУАЦИЮ

Первым источником автомобильного света стал газ ацетилен. Использовать его для освещения дороги в 1896 году предложил летчик и авиаконструктор Луи Блерио. Запуск ацетиленовых фар – целый ритуал.

Требовалось открыть краник ацетиленового генератора, чтобы вода начала капать на карбид кальция, который находился на дне “бочонка”. При взаимодействии карбида с водой образовывался ацетилен, который по резиновым трубкам поступал к керамической горелке, которая располагалась в фокусе отражателя. Теперь шофер должен был открыть стекло фары, чиркнуть спичкой – и пожалуйста, в светлый путь. Но максимум через четыре часа придется остановиться – для того, чтобы вновь открыть фару, вычистить ее от копоти и заправить генератор новой порцией карбида и воды.

Однако светили карбидные фары на славу. Например, созданные в 1908 году Вестфальской  металлопромышленной компанией (так в то время называлась Hella) ацетиленовые фары освещали до 300 метров пути! Столь высокого результата удалось достичь благодаря использованию линз и параболических рефлекторов. Кстати, сам параболический отражатель еще в 1779 году изобрел Иван Петрович Кулибин – тот самый Кулибин, который создал трехколесную “самокатку” с маховиком и с прообразом коробки передач.

Ученые считают, что летучие элементы, среди них и газ ксенон, были принесены на Землю при ее рождении из вещества протопланетного газопылевого облака. Начало использованию “ксенона” было положено в 1898 году, когда У. Рамзай (W. Ramsay) и М. Треверс (M. Travers) открыли инертный газ ксенон как небольшую примесь к криптону (отсюда и название: по-гречески ксенос-чужой). Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев:

— Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света (высокая атомная масса газа в колбах ламп препятствует уносу вольфрама с поверхности нити накаливания).

— Радиоактивные изотопы (127Xe, 133Xe, 137Xe, и др.) применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине,  для обнаружения течи в вакуумных установках.

— Фториды ксенона используют для пассивации металлов.

— Ксенон, как в чистом виде, так и с небольшой добавкой паров цезия-133, является высокоэффективным рабочим телом для электрореактивных (главным образом – ионных и плазменных) двигателей космических аппаратов.

— С конца XX века ксенон стал применяться, как средство для общего наркоза (достаточно дорогой, но абсолютно нетоксичный, точнее – не вызывает химических последствий – как инертный газ). Жидкий ксенон иногда используется как рабочая среда лазеров.

— Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителей ракетного топлива, а так же в качестве компонентов газовых смесей для лазеров.

Как видим, ксенон нашел широкое применение в нашей жизни. Но вернемся к автомобильным лампам. Современные лампы, излучающие яркий голубой свет получившие название “ксеноновых”, появились на семерке BMW с 1991 года (в штатной комплектации). Комплект ксенонового света состоит из двух лампочек, двух блоков розжига, крепежа, проводов и, при необходимости, переходников.

Устроена лампа следующим образом. Лампа состоит из двух стеклянных колб (для предохранения от загрязнений, резких смен температур, разницы давлений – 30/120 атмосфер в выключенной/зажженной лампе) – внешней и внутренней. Внутренняя заполнена смесью газов, основу которых составляет ксенон. Именно от того, каковы составляющие этого газового “коктейля” зависят многие параметры лампы: скорость загорания, температура света и другие. В качественных колбах используется кварцевое стекло. Сверху и снизу к внутренней колбе подведены два провода, на которых и создается разность потенциалов в момент розжига. Главная задача – зажечь газовый разряд. Для этого из 12 “постоянных” вольт бортовой сети нужно получить короткий импульс из 25 киловольт – причем переменного тока, с частотой до 400 Гц! Для этого служит специальный модуль зажигания. Когда лампа зажглась (для разогрева требуется некоторое время), электроника снижает напряжение до 85 вольт, достаточных для поддержания разряда.

На сегодняшний день существует два основных типа ламп:

1.Лампы, устанавливаемые на автомобили заводами-производителями. Заводское исполнение “ксеноновых” фар – лампы с цоколями D2R, D2S, D1S.

2.Лампы, устанавливаемые на автомобили, на которые изначально непредусматривалась установка ксенона.

Это автомобили, оборудованные на заводе галогенными лампами (возможна установка “ксеноновых” ламп с цоколями Н7, Н1, Н3, Н11, и т.д.). Тип лампы можно определить, заглянув в сервисную книжку , или увидеть на лампе.

Отдельно остановимся на галогенных лампах с двумя нитями накаливания – наиболее распространен цоколь Н4. Фару, оборудованную такой лампой, возможно оборудовать двумя способами. Установить “ксеноновую” лампу с цоколем Н4 (потеряв при этом возможность использовать дальний свет – такой вариант подойдет для внедорожника, если установить дополнительные фары дальнего света) или установить “би-ксеноновую” лампу, получив при этом “ксеноновый” ближний и дальний свет. Это же относится к лампам с цоколем НВ3-9005.

Основные производители ламп – именитые Philips и Osram – производят лампы только с цоколями D2R, D2S, D1S, а так же тайваньские и корейские производители, которые производят все существующие типы ламп. Для того чтобы разобраться с яркостью и мощностью ламп, приведу сравнительную таблицу галогенной и “ксеноновой” ламп. (см. табл)

 

Параметр Галогеновые лампы Ксеноновые лампы
1. Яркость света 1500 лм (люменов) 3200 лм
2. Цвет 3200 К (кельвинов) – желтый 4300 К (белый), 6000К (голубой), 7500 К (синий)

 

3. Энергопотребление 55 В (Ватт) 35 Вт
4. Долговечность ~ 400 часов ~ 3000 часов
5. Надежность Боятся ударов и сотрясений – нить накаливания может порваться Нити накаливания нет, не боятся сотрясений и ударов.

 

6. “Скорость” включения Включаются практически мгновенно. Несколько секунд лампа загорается и постепенно набирает яркость. “Поморгать” не получится.
7. Установка Ставится в штатный цоколь, можно заменить одну лампочку Могут возникнуть проблемы с совместимостью лампы и цоколя если неисправна одна лампа – нужно менять обе, иначе они будут светить разным светом.
8. Температура Примерно 40 % энергии уходит в тепло, лампа греется Около 6 % энергии уходит в тепло, лампа не перегревается.
9. Цена ~ 2-3 $ ~ 18 -47 $

 

Попробуем разобраться с цветовой температурой более детально. Вспомним физику за 8 класс. Температуру пламени возможно измерить в трех видах единиц, как-то: градус Цельсия, Кельвина и Фаренгейта.

Примем за условие измерения температуры горящего объекта (пламени) в Кельвинах. Получим: 800 К – начало темно-красного свечения раскаленных тел;

2000 К – свет пламени свечи;

2360 К – лампа накаливания вакуумная;

2800-2854 К – газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;

3200-3250 К – типичные киносъемочные лампы;

5500 К – дневной свет, прямой солнечный;

6500 К – стандартный источник дневного белого света, он близок к среднедневному солнечному свету;

7500 К – дневной свет, с большой долей рассеянного от неба;

100000 К – цвет источника с “бесконечной температурой”.

Ксеноновые лампы имеют температуру от 4050К и выше. Максимальная яркость достигается только на температуре 4300К, и с ростом или уменьшением температуры яркость падет.

Однако 4300К многим не нравится из-за цвета – это яркий бело-желтый свет. Поэтому большинство предпочитает температуру 6000К – яркий холодный белый свет. Яркость несколько ниже, зато красиво.

Температура выше 6000К уже мало пригодна для практического применения, так как голубой (7000К) и синий (8000К) цвет по яркости не намного лучше обычных галогеновых ламп.

Соответствие температуры и цвета ксеноновых ламп:

— 3500К желтый подходит для противотуманок, как основное освещение не пригоден;

— 4300К бело_желтый самый яркий свет, именно эта температура ставится на заводские машины в оригинале;

— 5000К белый;

— 6000К холодный белый с легким голубым, этот свет выбирают 90% покупателей;

— 7000К голубой, яркость значительно ниже, ездить с таким светом тяжело;

— 8000К синий (легкий фиолетовый) яркость еще хуже.

С лампами немного разобрались, перейдем к блокам розжига или “балластам”. Набольшее распространение получили однокомпонентные блоки, собранные в металлическом или пластиковом корпусе. Внутри все элементы залиты защитным компаундом.

Эти блоки необходимо защищать от попадания влаги в разъем питания 12 вольт. Их сложнее размещать из-за размеров. В 2006 году на рынке появились двухкомпонентные балласты производства Кореи и Китая. Корпус отлично защищен от влаги. Небольшие размеры предоставляют массу возможностей по монтажу в труднодоступных местах. У двух компонентных балластов немного выше цена.

Еще один важный момент связанный с установкой балласта на автомобиль.

Многие автомобили выше среднего класса имеют систему обнаружения неисправностей ламп. Принцип работы этих систем- тема отдельной статьи. Производители балластов внесли конструктивные изменения, которые помогут обойти эту систему.

В предложения поставщиков прямо указанно на применяемость балластов. Есть балласты, которые возможно установить на автомобиль с системой проверки неисправности ламп.

Подводя итог, хочу отметить, что переоборудование галогенового света на автомобиле на сегодняшний день – вопрос только вашего желания. Возможно подобрать комплект по кошельку любого автовладельца, получив при этом больший уровень безопасности на дороге в темное время суток. Сам процесс переоборудования займет в мастерской 2-3 часа.

Продолжая тему переоборудования автомобиля с обычного света на ксеноновый, начнем с подбора ламп.

Цоколь лампы можно подобрать, заглянув в сервисную книжку. Если ее нет, то на передней панели, под капотом, у многих автомобилей есть маркировка цоколей ламп. Если же и ее нет, то можно снять лампу и посмотреть маркировку на ней.

Для особенно любознательных можно пойти еще одним путем – посмотреть информацию в Интернет на сайте: http://www.xenon.ru/poleznayainformatsiya/marka_mashinitsokol.

Для понимания вопросов, связанных с переоборудованием, приведу краткий обзор распространенных на украинском рынке ксеноновых ламп:

Osram, Philips (Германия)

Основное преимущество этих немецких лампочек – они ставятся в штатной комплектации вместе с блоками Hella, потому что Osram и Philips ведут разработку совместно c Hella. Качество достигается за счет жесткого контроля на выходе продукции. Они проверяют каждую лампочку. Измеряется спектральный свет колбы и если спектр отличается от заданного – ксеноновая лампочка отправляется в брак. Также производство ведется на полностью автоматизированных линиях, тогда как у корейцев большая часть собирается вручную.

Galaxy (Корея)

Самые распространенные лампочки, потому, что одними из первых появились на рынке. Качество хорошее, однако, может незначительно варьироваться от партии к партии.

Excelight (Корея)

Поставляет различные типы ламп, но би-ксеноновые лампы этого производителя наиболее надежной конструкции.

Корейские лампы лучше работают с корейскими блоками, с блоками Hella они работают не совсем корректно, т.к. блоки Hella в рабочем режиме подают на лампочки большее напряжение (90 вольт Корейские блоки – 85), что значительно сокращает срок службы ксеноновых ламп.

Стоимость ламп разных производителе отличается незначительно, чего не скажешь о блоках.

Самые высокие цены на блоки Hella (Германия) и Acumen (Тайвань).

Теперь несколько слов о блоках розжига, или балластах.

Hella, Osram (Германия)

Основное преимущество – очень надежные блоки. Напряжение – 9-14 в. Однако, Osram перестал официально поставлять блоки, поэтому в продаже их нет. В штатной комплектации они еще встречаются, но уже редко.

Блоки Hella продолжают присутствовать на рынке постоянно. Обычно они ставятся с лампочками Philips или Osram.

Acumen (Тайвань)

Одни из самых распространенных и дорогих блоков. Главное преимущество – больший рабочий диапазон:

от 8 до 32 вольт. Acumen также выпускает блоки с длиной провода 2 м (у других производителей такой длины нет), что в некоторых случаях это очень удобно. Например, при установке ксенона на мотоцикл или в противотуманные фары.

Sho-me (Корея)

Никаких особенностей у этих блоков мною не выявлено. Можно сказать лишь, что блоки Sho-me популярны – так сложилось, Sho-me первыми завалили рынок дешевыми блоками. Впрочем, нареканий на надежность нет.

Pro Lumen (Корея)

Надежные блоки. Выпускаются в двухкомпонентном исполнении и очень удобны в монтаже. Небольшой недостаток – в логической защите. При включении может сработать защита, необходимо выключить и включить еще раз.

Приступим к установке. В этом номере рассмотрим особенности установки би-ксеноновых ламп на примере автомобиля Toyota Land Cruiser, ламп Н1 в головной и противотуманный свет автомобиля BMW E34. Продиагностируем и отремонтируем головной ксеноновый свет на автомобиле Audi A6.

В автомобиле Toyota предостаточно места для монтажа блоков и укладки проводки. Лампы устанавливаются вместо галогеновых (рис. 1, 2). Перед установкой лампы рекомендую снять с нее колпачок, так как в фаре имеется такой же (рис. 3, 4). Его задача уберечь водителей встречных автомобилей от ослепления. Оставив его, мы нарушим фокусировку фары.

Еще одна особенность во многих азиатских автомобилях-управление переключением ближнего и дальнего света осуществляется отрицательным сигналом.

Поэтому необходимо поменять полярность подключения соленоида лампы (рис.5). Для того чтобы установить блок с правой стороны придется снять аккумулятор (рис. 6). Установив лампы и блоки, предварительно проверяем работоспособность сборки. Первое включение ламп произведите при включенном зажигании (не запуская двигатель) (рис. 7). Через минуту, выключив свет, запустите двигатель и включите опять. Объясняйте владельцу автомобиля правила пользования вновь обретенным “ксеноном”. Во всех блоках установлены системы защиты от короткого замыкания. Защита от пробоя на корпус. В “корейских” и “китайских” блоках может сработать защита после включения. Выключите и включите свет еще раз. В практике сталкивался с тем что “китайский” блок выключался, потому что я его установил, крепко привинтив к корпусу автомобиля.

Проблема была решена после изолирования корпуса блока от кузова автомобиля. Завершив тестовый пуск, можно заизолировать проводку, укрепить ее пластиковыми хомутами. После заполнения гарантийного талона отдаем автомобиль владельцу.

Следующий автомобиль, который рассмотрим, будет BMW в кузове E34…

09_03_08_popel
Подключение делаем в корпусе фары, а для вывода проводов необходимо отверстие диаметром 22,5 мм (я использую фрезу от парковочного радара – просто очень удобно. В это случае легко проходят все разъемы и укрепляется уплотнительная резинка) (рис. 9).
10_03_08_popel
С уплотнительной резинкой нужно обращаться аккуратно, так как она очень “нежная”, и повредив ее, придется что-то изобретать, а это нежелательно (рис. 10).

Константин Попель, полная версия: Журнал Автомастер №2 – 4, 2008

http://a-master.com.ua/archives/1432

http://a-master.com.ua/archives/1408

http://a-master.com.ua/archives/1410