Содержание
Ксенон на сегодняшнее время используется во многих автомобилях, то ли штатно, то ли при переоборудовании оптики. Не многие знают принципы работы ксеноновой лампы, хотя это очень важно. Именно поэтому данный материал мы посвятили именно принципу работы ксеноновых ламп. Ксеноновая лампа – это электрическое газоразрядное устройство, которое может создавать внутри колбы мощные, интенсивные импульсы белого цвета.
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.
Принцип работы ксеноновых ламп
Принцип работы ксеноновых излучателей достаточно непростой и состоит из нескольких этапов.
- Этап 1. Подача высоковольтного импульса от 23000 В до 30000 В, благодаря блоку розжига, который поступает в лампу.
- Этап 2. Активизация электрической дуги.
- Этап 3. Ионизация газа и пропуск через него тока под большим напряжением, что создает мощную вспышку белого света. Этот процесс является важным и обязательным, ведь он необходим для сокращения электрического сопротивления газа внутри колбы лампы. Ионизация активизируется путем той же подачи высоковольтного импульса от блока розжига, что активизирует электроды и выпускает ионы.
- Этап 4. Проходящий ток через газ возбуждает атомы ксенона.
- Этап 5. Активизированные атомы ксенона вынуждают переходить электроны на орбиты с характеристикой более высокой энергии.
- Этап 6. Затем электроны возвращаются к первоначальным орбитам и при этом образуют энергию, выраженную в форме фотона, а это и обеспечивает выдачу насыщенного и интенсивного света.
Отметим, что газы в лампе находятся под высоким давлением, что и обеспечивает повышенную яркость. Степень давления зависит от размеров колбы лампы.
Спектр ксеноновых излучателей
Как и многие другие газы, благодарённый ксенон также имеет спектры. Принцип свечения ксенона максимально схож с неонами. Излучение от такого источника человеку кажется идеально белоснежным, поскольку спектральные лини цвета распределяются по всей видимой полосе спектра для ксенона.
Ксеноновые фары стали очередной ступенью в эволюции автомобильных осветительных приборов. Их появление было обусловлено необходимостью сделать фары автомобиля более мощными и яркими, а также увеличить срок их службы.
Своим появлением ксеноновые фары обязаны технологиям газонаполненных и галогеновых ламп. Ксеноновые лампы получили распространение в середине XX века и использовались для кинопроекторов. В качестве автомобильных фар такие лампы стали использовать в 1991 году. Сложно установить кто первым начал производить ксеноновые фары: по одним сведениям — это фирма Philips, по другим -Bosch .
Ксеноновая лампа выглядит как стеклянная колба. Внутри нее находится под большим давлением смесь инертных газов, состоящая из ксенона и солей металла. Помимо этого в колбе расположены два электрода. Для того чтобы разжечь между ними дугу, на электроды подается высоковольтный импульс напряжения (порядка 25000 В). Горящая лампа требует напряжения намного меньше – 85 В. Собственно, разряд между двумя электродами нужен для того, чтобы вызвать свечение газов.
Кроме того, существуют так называемые биксеноновые фары. Они способны излучать не только ближний или дальний свет, а оба. Устройство таких фар бывает двух типов. В первом случае, колба двигается под действием электромагнитов(в разных лампах движение происходит либо вверх и вниз, либо вперед и назад), за счет чего образуется два типа освещения. Во втором, между самой лампой и линзой находится заслонка, которая регулирует световой поток, изменяя тем самым параметры излучения.
На автомобиль, который оборудован ксеноновыми фарами, устанавливают специальный блок управления. Он обеспечивает лампы необходимым для них напряжением, в то время как штатное электрооборудование не может с этим справиться.
Вообще, яркость источника света характеризуется цветовой температурой. Например, у Солнца цветовая температура 5000 К, у ксеноновых ламп — 4300 К, а у галогеновых всего лишь 2800 К. Спектр свечения ксеноновых ламп ближе к спектру свечения Солнца, т.е. дневному свету. Поэтому цвет ксеноновых фар имеет слегка голубоватый оттенок, а у обычных галогеновых — желтоватый.
Достоинства и недостатки
Достоинством ксеноновых ламп является их долговечность. Их срок службы примерно в шесть раз больше, чем у галогеновых, и составляет примерно 3000 часов. Таким образом, эти лампы приходят в негодность после трех-четырех лет использования, в то время как «галогенки» перегорают каждые пол-года.
Еще одно преимущество ксеноновых фар в том, что они значительно лучше освещают дорогу при дожде и тумане. Кроме того, ксенон, в отличие от галогена значительно лучше рассеивается, а значит в меньшей степени ослепляет водителей других автомобилей.
В довершении всего, ксеноновые фары выгодно отличаются от других количеством потребляемой мощности. К примеру, галогеновая лампа требует минимум 55 Вт, в то время как ксеноновой нужно всего 35Вт. При этом сила света ксенона в два раза больше. Низкая потребляемая мощность влияет на такой бытовой факт как загрязнение стекол фар. Дело в том, что при длительном свечении фары ее стекло сильно нагревается. На горячем стекле дорожная грязь лучше подсушивается, и соответственно, ее тяжелее потом отмывать. Ксеноновые лампы не допускают перегревания стекла фары и возникновения на нем трещин.
Однако, помимо очевидных преимуществ, ксеноновые лампы обладают и рядом недостатков. Основным минусом "ксенона" является высокая цена. На цену главным образом влияет необходимость установки дополнительного электрического блока. Сами лампы тоже стоят несколько дороже остальных. Ко всему прочему, меняют их только в паре, так как спектр лампы в ходе эксплуатации изменяется, и если одна будет новой, а другая старой, то светить они будут по-разному.
Еще одним фактором, влияющим на цену, является необходимость установки автоматического корректора угла фар и омывателя. Наличие этих устройств способно обезопасить других водителей от ослепления мощным светом ксенона.
Штраф за ксенон в фарах и противотуманках
Сам по себе ксенон в автомобильных фарах не является основанием для штрафа. Если речь идет о штатных световых приборах, то никаких претензий к владельцу автомобиля, естественно, не будет – наказание предусмотрено только за нештатный и кустарно установленный ксенон в фарах и противотуманках.
Техническое состояние автомобиля (в том числе и его световых приборов) в России регламентируется Основным положением по допуску транспортных средств к эксплуатации. В этом документе прописан перечень условий и неисправностей, при которых эксплуатация авто запрещена. К ним, в частности, относится и использование «рассеивателей и ламп, не соответствующих типу данного светового прибора» (п. 3.4 Перечня).
Согласно статье 12.5 ч. 3 КоАП РФ, в 2015 году за нарушение этого требования Основных положений предусмотрено лишение прав на срок от 6 месяцев до 1 года. Таким образом, за нештатный ксенон и желание поразить окружающих своими яркими фарами водитель может поплатиться полугодом или даже годом «пешеходной» жизни.
На противотуманки распространяются те же требования, что и на фары головного света. Ксенон в туманках также может закончиться 6-12 месяцами лишения прав.
Обратите внимание, что наличие нештатных и неправильно установленных ксеноновых ламп в фарах и ПТФ (как и светопропускную способность стекол с тонировкой) проверяют инспекторы технического надзора. Выполнить эту проверку они могут только на стационарном посту ГИБДД.
Полезно? Лайкаем и делимся со своими подписчиками!
Что же многие из нас с вами ставят на свои автомобили ксеноновые лампы, или просто так называемый «КСЕНОН». Оно и понятно с одной стороны это очень мощный источник света, который «разрезает» туман и прочую непогоду, позволяя намного увереннее чувствовать себя за рулем. Но с другой стороны, кустарный (то есть который не идет с завода) запрещен законом РФ и этому есть вполне вменяемое объяснение – он слепит встречных водителей, что увеличивает число ДТП на дорогах, зачастую летальных. Так почему он слепит, как работает в фаре? И что такое блок его розжига. Разбираем подробно …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Не данный период времени, ксенон это одна из самых передовых технологий, которая позволяет добиться высоких показателей светового потока. Зачастую его эффективность превышает галогеновые лампы в 2 – 4 раза. Есть еще один оппонент, это светодиоды, сейчас они вплотную приблизились к ксеноновым лампам, но пока их надежность реально хромает, про это думали здесь. Но за счет чего достигается такое свечение, как работает? И что такое ксенон вообще?
Что такое ксенон?
Для начала я предлагаю вам поговорить про само вещество, из чего состоит? Оказывается все просто – это одноатомный, инертный газ. Которые не имеет не цвета, не запаха, без вкуса, полностью безопасен для человека.
Этого газа в чистом виде очень мало в земной атмосфере, в основном он образуется около радиоактивных источников.
Однако в промышленности его научились выделять из воздуха, когда получают кислород и азот. Путем сложных преобразований выделяется чистый ксенон без примесей именно его и закачивают в колбу лампы.
Устройство ксеноновой лампы и системы
Это так называемая газоразрядная лампа. В ней под высоким давлением закачан наш газ в специальную колбу.
- Есть основная стеклянная колба, с достаточно толстыми стенками. То есть, я хочу отметить — что лампа не хрупкая.
- Колба заполнена нашим инертным газом – ксеноном, однако некоторые производители рядом могут «разместить» пары ртути. Они также зажигаются от нашего ксенона, однако она находятся в другой, внешней колбе
- Также внутрь помещаются два электрода, которые располагаются рядом друг с другом, на достаточно близком расстоянии.
- С внешней части к этим электродам подходят два контакта, как у обычной лампы это плюс и минус.
- За лампой стоит высоковольтный «блок розжига», который является важным элементом системы.
- Ну и собственно «жгут проводов» который подсоединяется к системе питания автомобиля и соединяет лампу и блог розжига.
Собственно это вся система, как видите ничего сложного, абсолютно! Просто многие из моих читателей, думаю — что это просто «заоблачные технологии».
Как работает лампа?
Процесс достаточно простой, его можно назвать горением электрической дуги в инертном газе. НА контакты, которые находятся внутри и располагаются друг напротив друга, подается очень высокий электрический разряд, под напряжением в 25 000 Вольт! Между контактами возникает электрическая дуга, которая в газе-ксеноне начинает гореть ярким светом. По сути можно сравнить с дугой от сварочного аппарата, некоторые это называют «плазмой», хотя я не уверен.
Так как газ инертный он никак не влияет на контакты — то есть дуга не разрушает их, а как бы проходит между ними. Ведь внутри колбы больше нет никаких газов, ни кислорода, ни азота, ни водорода.
Дуга горит недолго, и поэтому ее нужно постоянно подпитывать определенным напряжением, чем собственно и занимается «блок розжига». Именно он формирует такое напряжение, зачастую после розжига оно составляет 60 – 80 Вольт.
Внутри колбы могут устанавливаться специальные отражатели, которые могут направлять свет в нужную сторону.
Питание блока, я еще раз повторяюсь — происходит от стандартной системы питания автомобиля.
Многие задают вопрос – а почему ксенон загорается не сразу, а постепенно? Все просто – потому что нужно небольшой промежуток времени, чтобы дуга «зажглась» в газе. Обычно это от 5 до 7 секунд не больше.
Как видите ничего сложного! Но зачастую многих интересует — а как образовывается такой высоковольтный разряд в 25 000 Вольт? Как работает блок?
Как работает блок розжига ксенона?
Если взять характеристики блока розжига, то зачастую составляют:
Напряжение от 8 до 16 Вольт.
Сила потребляемого тока – от 3 до 6 Ампер.
Среднее потребление около 35 – 55 Ватт.
Но постойте, а где же напряжение в 25000 Вольт? Ведь это очень большой показатель. Спокойно ребята, такое напряжение действительное есть – то есть с одной стороны заходит низкое, а выходит очень высокое, но лишь на какие-то миллисекунды, именно они нужны для того чтобы поджечь наш газ. Это и есть принцип высоковольтного бока питания.
Если копнуть в строение (кому интересно) то становится понятно, что у нас от бортовой сети 12 Вольт, забирается первоначальная энергия — дальше она поступает в импульсный трансформатор, который преобразует напряжение уже до 250 Вольт. После чего он отдает напряжение конденсатору, где оно накапливается (обычно его напряжение около 400 – 500 Вольт, а емкость от 0,2 до 0,5 Микрофарада). Дальше импульс, от конденсатора, поступает на высоковольтную катушку, и уже она методом индукции первичной и вторичной катушек выдает очень высокое напряжение, которое в десятки раз, может превышать напряжение на конденсаторе.
Дальше напряжение, которое требуется для дальнейшего «горения» как я уже писал, составляет всего 60 – 80 Вольт, все зависит от мощности лампы.
Поэтому конечное потребление всего 35 – 55 Ватт энергии, что вполне соизмеримо с обычной галогеновой лампой. Как видите достаточно простая конструкция.
Световой поток
Если сравнивать работу ксенона и работу обычной галогеновой лампы, то наш «технологичный претендент» намного опережает в силе светового потока.
Обычный галоген – выдает поток в 1500 Lm (Люмен)
Ксенон – примерно от 3000 до 6000 Lm (не верьте китайским производителям, которые указывают по 10 – 20 000 Lm, такие системы очень редкие и для конечного потребителя практически не используются)
Светодиодные варианты – сейчас выдают практически одинаковые потоки с ксеноновыми элементами – от 2500 до 4500 Lm (правда стоит оговориться нужно выбирать именно с специальным драйвером)
Как вы видите ксенон очень яркий, он работает с высоким потоком света, что с одной стороны является благом – хорошо освещает дорогу, с другой стороны – губителен, потому как он очень часто ослепляет встречных водителей.
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.
(9 голосов, средний: 4,11 из 5)
Похожие новости
Как проверить предохранитель в машине. Применяем мультиметр (тес.
Ручейковый (поликлиновый) ремень. Что это такое? Как улучшил раб.
Светодиодные лампы в фары головного света – Разрешены? Или полаг.
