Принцип работы ксеноновой лампы – лампочки ксеноновые

Содержание

Виды и принцип работы ксеноновых ламп
Что это такое
Конструкция и принцип работы
Использование
Устройство и классификация
Hyundai Santa Fe V6 2.7АТ 4×4 Volk › Бортжурнал › Прощай ксенон, эксперименты с лампами начались. Галогенки под ксенон

Виды и принцип работы ксеноновых ламп

Ксеноновые лампы – источники искусственного света. Излучения происходит за счет дугового разряда, возникающего между электродами устройства. Конструктивно ксеноновая лампа — это трубчатая колба, спираль или шар из обычного или кварцевого стекла. Высокие температуры и давление внутри ламп под силу выдержать только данным материалам. К основанию трубки (с каждого конца) прикреплены вольфрамовые электроды. Внутри лампы вакуум, заполненный ксеноном. Кроме газа ксенона в колбе присутствуют соли других металлов (например, пары ртути). Малый размер светящейся области ксеноновой лампы позволяет создать мощный поток света, точно сфокусированный на определенную область освещения.

Существует несколько категорий ксеноновых ламп:

лампы с короткой дугой;
устройства с длинной дугой;
лампы-вспышки.

Для светотехники автомобилей используют ксеноновые лампы длительной работы, в которых электроды разнесены дальше по корпусу. За счет этого формируется длинная дуга, для розжига которой требуется балласт меньшего размера. Для транспортных средств важно иметь компактные элементы системы освещение, монтирование которых не вызовет массу неудобств.

Принцип работы ксеноновой лампы:

Низковольтная система автомобиля не может зажечь и обеспечить бесперебойную работу ксеноновой лампы. Для этого устанавливаются модифицированные балласты. Они подают мощный импульс на электроды лампы. 20КВ способствуют ионизации газа внутри лампы и формированию дугового разряда. Газ проводит ток, за счет чего излучает свет определенного цвета. Для постоянного поддержания дуги свечения необходим импульс гораздо меньшей амплитуды и мощности. Время выхода лампы в рабочее состояние зависит от ее мощности, колеблется между несколькими миллисекундами и 5-6сек. Основной поток света формируется в области катода, спектр свечения примерно равномерен по всей зоне видимого света. Алгоритм действия лампы таков: электроды, впаянные в корпус колбы, получают высоковольтный импульс от смежного конденсатора. Напряжение зависит от состава смеси газов, наполняющих лампу, и от длины ее колбы. В некоторых моделях ксенона для начальной ионизации газа используется третий электрод. Он представляет собой ленту металла вдоль трубки и служит для запуска разряда через ксеноновую лампу.

Конструктивные элементы системы ксенона дают свет, близкий спектрально к дневному освещению. Ксеноновые лампы излучают разные оттенки свечения, в зависимости от цветовой температуры. От данного показателя зависит яркость и мощность светового потока. Наиболее оптимальные лампы ксенона имеют температуру свет 4300-5000К. С уменьшением и увеличением данного показателя яркость незначительно падает, меняется цвет светового луча. Ксенон в 8000К светит красиво синим цветом, но мало эффективен в условиях плохой погоды. Более комфортное для человеческого восприятия свечение ксенона до 5000К, этот диапазон наиболее близок к дневному свету.

Неотъемлемый атрибут фары большинства авто – рефлектор. Он помогает рассеять пучок света, сформированный ксеноновой лампой. Чтобы свет не стал причиной аварии, а только способствовал безопасности, нужно правильно отрегулировать положение фар, настроить ближний/дальний свет. Ксенон может слепить встречных водителей, создавать дискомфорт участникам движения. При монтировании ксеноновых ламп стоит позаботиться об установке системы автоматической регулировки фар (угла их наклона) и фароомывателей.

Маркировки ксеноновых ламп

Чтобы правильно выбрать ксеноновую лампу, стоит научиться читать маркировку на ней. Как правило, сначала идет фирма производитель, далее указывается цоколь лампы (D2S, Н1), мощность. В зависимости от конструктивного элемента установки (цоколя), ксеноновые лампы бывают нескольких серий:

Н (H1, H3, H4, H8, Н7, H11, H10, H27(880 / 881). Такие лампы работают от блоков розжига мощностью 35-55Вт. Провода питания балласта идут в комплекте с лампами. Ксеноновые лампы этой серии имеют разъемы AMP или KET, в зависимости от блоков розжига. Неувязку с разъемами можно решить с помощью переходников KET-AMP. Лампы, их температуру свечения, подбирают в зависимости от функциональных особенностей фар. Например, для противотуманок больше подойдут лампы Н3, поскольку они малогабаритны. Лампа Н11 встречается в противотуманках японских авто, H27(880 / 881) – в транспортных средствах корейских производителей; лампы Н4 используются в авто с совмещенной оптикой, где дальний и ближний свет — одна лампа. Цоколь Н7 устанавливают в ближний свет, H1 может устанавливаться, как в ближний, так и в дальний свет автомобиля, а также применяются в биксеноновых линзах пятого поколения G5.
D (D1R, D1S, D2R, D2S, D3S, D4S, D4R). Наиболее распространены такие лампы от компаний Osram и Philips. Они устанавливаются, как правило, в ближний свет фар. Им свойственна одна цветовая температура – 4300К. Для установки ламп с большей температурой свечения стоит прибегнуть к китайским аналогам, но они могут быть несовместимы со штатными блоками розжига. Решить проблему конфликта оборудования поможет замена заводских балластов на обычные с адаптерами. Этот вариант не подойдет только для ксенона на основе цоколя D1S, в котором лампа совмещена с балластом. Поломка внутри блока ведет к замене всего комплекта, повреждение лампы влечет к затратам на балласт. Лампа D1R имеет специальное напыление, которое устраняет паразитное свечение, ксеноновые лампы D2Sустанавливается в линзу, D2R тоже имеет оптическое напыление. Лампа с цоколем D4S не содержит ртуть, как все остальные, устанавливается только в линзу системы освещения автомобилей Lexus и Toyota;
HB (HB2(9004), HB3(9005), HB4(9006), HB5(9007)). Конструктивных особенностей данные лампы не имеют. Их функционирование, как и цветовая температура свечения, аналогичны лампам с цоколем Н. Редко применяются HB5(9007) и HB2(9004). Ксенон с цоколем HB4(9006) используют в противотуманках и в ближнем свете, как и HB3(9005), но последнюю модель чаще используют в качестве дальнего света.

Что это такое

Ксеноновые автомобильные лампы – это газоразрядный источник света, который обеспечивает очень яркое свечение, близкое к естественному дневному. Особенностью работы является наличие в колбе с электрической дугой газа ксенона. В такой схеме нет необходимости использовать нить накаливания, которая легко может перегореть вследствие изменения напряжения.

Фото – свечение

Для работы HID-лампы используется смесь инертных газов, которые при пропускании электрической энергии начинают излучать свет. К ксенону добавлены также пары ртути, которые обеспечивают работу источника света под высоким давлением.

От состава смеси зависит цвет света. Например, сам ксенон светится ярким белым, в то время как смесь со ртутными парами издает более холодное, голубоватое свечение. Поэтому варианты со смесью газов в основном используются в медицине – они отлично подходят для стерилизации помещения и озонирования.

Достоинства ксеноновых ламп:

Долговечность работы. Отсутствие нити накаливания делает такие светильники более долговечными, нежели обычные. К тому же, они могут использоваться в экстремальных условиях работы, что также является весомым преимуществом. В среднем, замена источника света с ксеноновой смесью производится после 100 000 километров, но в большинстве случаев этот показатель сильно занижен, и лампы служат до 200 000;
Высокие показатели яркости и светоотдачи. Ксеноновые модели имеют светоотдачу в 2,5 раз выше, чем галогеновые. Поэтому именно они применяются для обеспечения наилучшей видимости дороги ночью. Такие светильники часто называют противотуманными, т. к. даже на самых затененных участках они могут обеспечить практически идеальное освещение; Фото – сравнение ксеноновых и галогеновых фар
Естественная температура ближнего света. Галогеновые лампы, которые часто используются для автомобильных фар, излучают желтоватое свечение, которое непривычно человеческому глазу и может несколько искажать видимость. Пи этом ксенон светится при горении белым, что повышает безопасность водителя и пешехода;
Низкое потребление электрической энергии. Для работы лампы используется не более 30 Ватт энергии, что помогает сэкономить аккумулятор. Также нужно отметить низкую нагрузку на бортовой компьютер при работе;
Высокие показатели КПД. У стандартной лампы накаливания КПД равняется 30 %. Большая часть поступающей энергии преобразуется в тепло, но ксенон излучает холодное свечение. Эта характеристика говорит не только о цвете света, но и нагревании осветительного прибора. Более половину поступающей мощности направлено именно на обеспечение освещения.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость светильника, но она окупается экономией на ремонте и долговечности устройства. Сейчас наиболее популярны модели Филипс (Philips), они считаются самыми качественными ксеноновыми лампами.

Фото – лампа филипс

Небольшой дискомфорт доставляет замена такого светильника. Учитывая, что давление, при котором работает лампа, превышает показатели 25 атмосфер, во время аварийной ситуации её осколки могут разлететься на огромное расстояние, причиняя вред на своем пути. Поэтому в большинстве случаев замена таких источников света выполняется только специалистами, у которых есть для таких целей специальные защитные очки и костюмы.

Конструкция и принцип работы

Ксеноновая модель осветительного прибора состоит из стеклянной колбы, выполненной из ударопрочного материала и ториевовольфрамовых электродов. Колба производится в большинстве случаев из кварцевого стекла, которое выдерживает высокое давление, образующееся в конструкции во время работы. Но на рынке также можно найти модели из более дорогого сапфирового. При работе колб с разным стеклом видна разница, сапфир обеспечивает более чистый свет, яркий, в то время как кварц обладает меньшей пропускной способностью.

Использование

Ксеноновые газоразрядные лампы применяются не только для автомобиля, у них достаточно широкий спектр использования. В зависимости от конструкции они бывают:

Шаровые;
Керамические;
Трубчатые.

Ксеноновые шаровые получили наибольшее распространение, именно они применяются для фар. Их конструкция представляет собой маленькую колбу, которая наполнена ксеноном. Электроды находятся на очень маленьком расстоянии.

Фото – круглые модели

Керамические используются в фармацевтической промышленности. Их особенностью является не только применение керамической колбы, но и наличие в ней отверстия для ультрафиолетового света. Такое свечение используется в терапевтических целях, в частности, для обнаружения грибковых заболеваний кожи или покровов головы.

Фото – керамические

Трубчатые представляют собой устройства для обеспечения света в жилых помещениях. У них электроды расположены на достаточно большом расстоянии друг от друга, поэтому для работы требуется определенный балласт. Дроссельная схема подобного плана используется для обеспечения освещенности на больших площадях, часто это вокзалы, склады и прочие производственные или общественные учреждения.

Фото – трубчатые

Также в зависимости от типа использования, ксеноновые лампы могут иметь разные цоколи (к примеру, для автомобиля – H8 4300K, H4 5000K, также есть варианты H7, H3, HB4 и Н11).

Фото – цоколи

Устройство и классификация

Рис. 2 – Биксеноновые линзы

Основные составляющие изделия следующие:

запаянная с двух сторон колба из стекла или кварца различной формы, заполненная газом или смесью газов (чаще всего к Хе добавляют пары ртути);
2 конусообразных вольфрамовых или ториевовольфрамовых электродов, расположенных на определенном расстоянии внутри корпуса;
цоколя.

Электроды необходимы для пропускания тока через газовую среду. Вспышка света в виде дуги происходит в результате ионизации ксеноновой среды и импульса тока. Ионизация при этом уменьшает сопротивление среды электричеству, а заряд тока проникает в лампу и дает освещение необходимого спектра. Для зажигания изделия, необходима энергия, которая, может накапливаться в специальном конденсаторе и с помощью трансформатора разряжаться. Напряжение создается с помощью специального пускателя или балласта.

Различие ксеноновых и биксеноновые ламп в их функциональности. У второго типа может меняться свет в результате смены геометрии направленности пучка света, который всегда имеет конусообразную форму. Биксеноновые лампы, например, в автомобилях, переключают свет с ближнего действия на дальний. Это происходит за счет отсечения части светового потока. Для этого в конструкции предусмотрен или электромагнит, смещающий корпус лампы или специальная двигающаяся система шторок. Этим биксеноновые лампы отличаются от аналогов – в них процесс переключения происходит без задержки. Эти сведения помогут ответить на вопрос, как работает ксеноновая лампа.

Классифицируют изделия по следующим признакам:

технологии изготовления (длиннодуговые, короткодуговые и вспышки);
способу питания (постоянным или переменным током).

У длиннодуговых источников освещения расстояние между электродами значительное, у короткодуговых – небольшое. Это можно определить по форме корпуса – она имеет более продолговатую колбу. У ламп-вспышек в конструкции имеется дополнительный электрод (фольга или проволока), расположенный по периметру корпуса. Он служит зажигательным элементом и к нему подводится высокое напряжение.

Рис. 3 — Основные типы цоколей

Ксеноновая дуговая лампа, а также биксеноновая имеют следующие характеристики:

мощность, указываемую в Вт (ваттах);
номинальное напряжение, указываемое в В (вольтах);
яркость, указываемую в Лм (люменах);
температуру свечения, указываемую в градусах К (Кельвина);
срок службы ксеноновых ламп, указываемый в ч (часах).

Кроме того, производители в паспортных данных указывают еще и расстояние в мм между электродами, а также типы цоколей, основные типы которых показаны на рис. 3.

Цвет света, испускаемый газоразрядными изделия, зависит от температуры свечения. Каким он может быть показано на рис. 4.

Hyundai Santa Fe V6 2.7АТ 4×4 Volk › Бортжурнал › Прощай ксенон, эксперименты с лампами начались. Галогенки под ксенон

Стоял у меня от старого владельца ксенон 5000К в туманках и ближнем в галогеновых линзах. Свет конечно хороший от них, но когда увидел со стороны, что ближний в зонах подсветки знаков светит слишком сильно (у галогеновых ламп линзы галочкой светят, а у настоящих ксеноновых лесенкой), да и этим летом друга чуть прав не лишили за ксенон нештатный (оказываются реально проводят иногда в ЕКБ рейды по ксенону (!)), а я перед покупкой санты месяц провел без машины и это было очень не удобно, решил я снять ксенон (это самое печальное в этой истории) и начать эксперименты с галогеновыми фарами.

Почитал разные БЖ, выбрал пал на лампы фильмы филипс и osram, цены примерно 800 — 1000 руб за 2 шт. НО из-за доллара такие лампы сейчас стоят 1500 — 2000 тыс. руб за пару! Ну и подумал, вдруг у меня есть проблемы с электрикой как у многих и эти лампы долго не проходят, а выкидывать 3 — 4 тысячи за комплект галогенок в птф и ближний что-то не хочется. Ну и решил я взять опробовать что-то по дешевле, опять же после ксенона желтый свет как-то не приятен, решил выбрать лампы с температурой свечения 4000К т.е. белый.
Нашел лампы XENITE SUPER WHITE +30% LIGHT 4000k. H7 комплект вышел 450 руб, а H27 в туманки 650 руб.

XENITE SUPER WHITE +30% LIGHT 4000k.

Замена туманок это очень нервный момент, особенно со стороны пассажира, там рука еле еле пролазит из-за бочка омывателя. Туманки решил менять, сняв фары, т.к. фары я уже успел поснимать около трех — четырех раз, когда прятал блоки розжига и вообще их снимал при постановке на учет в гаи, то проблем мне это больше не доставляет (кроме первого раза, когда боялся что-либо сломать).
В общем получилось так, что туманки выглядят желтоватыми, хотя свет от них идет белый. Ближний по сравнению с ксеноном 5000К желтит, но когда включаю дальний с обычными штатными лампами, сразу заментно, что ближний по сравнению с дальним белый.

С пассажирской птф и ближний ксенон 5000К с водительской птф и ближний XENITE SUPER WHITE +30% LIGHT 4000k.

Дальний штатный галоген, ближний XENITE SUPER WHITE +30% LIGHT 4000k.

Как светит ночью в ближнем и в птф XENITE SUPER WHITE +30% LIGHT 4000k. В габаритах стоят лампы на 4 диода, отдают синим

Ну и вот как освещают они для сравнения.

Все выключено

Только туманки

Ближний

Ближний и туманки

туманки, ближний, и дальний. Заметно как штатный дальний желтит по сравнению с XENITE SUPER WHITE +30% LIGHT 4000k.

Для сравнения как светил ксенон 5000К, только в более светлое время суток и при освещении парковки.

Ну и выводы по лампам XENITE SUPER WHITE +30% LIGHT 4000k.: Лампы светят белым, со стороны похож на ксенон с такой же температурой свечения, так что автомобиль придает хороший вид. Светят немного лучше штатных ламп. В туманки я бы лучше поставил 35 ваттные лампы, т.к. 27 ватт слишком мало освещают обочину, особенно после ксенона. Знакомый сказал, что этих ламп мне хватит на пол года, надеюсь по дольше прослужат, конечно после ксенона света не хватает, так, что если эти долго отходят, то буду брать osram или филипс с белым свечением и более лучшим светом. А так в принципе, если кто не хочет много тратить денег на лампы и кому надоел желтый штатный свет, то лампы XENITE подходят хорошо.
Кстати, в ПТФ у меня облезли на половину отражатели, может поэтому и слабовато для меня они светят.

Лампы как ксенон