Как работает ксенон в фаре. Разберем его лампу и блок розжига.

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 …

На 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. 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 ни цвета, ни 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.

Ксенон: что это такое и принцип работы

Некоторые автовладельцы не обращают особого внимания на качество света фар до тех пор, пока они не заметят, что в ночное время суток и в плохую погоду, они крайне плохо видят дорогу и то, что находится впереди. Ксеноновые фары обеспечивают лучшее и более яркое освещение, чем обычные галогенные фары. В этой статье мы рассмотрим, что такое ксенон (ксеноновые фары), как они работают, а также плюсы и минусы их установки.

Ксенон и галоген: в чем разница

В отличие от традиционных галогенных ламп накаливания, которые используют газ галоген, ксеноновые фары используют газ ксенон. Это газообразный элемент, который может излучать яркий белый свет, когда через него проходит электрический ток. Ксеноновые лампы также называют разрядными лампами высокой интенсивности или HID (High Intensity Discharge Lamp).

В 1991 году седаны BMW 7-й серии были первыми автомобилями, которые использовали систему ксеноновых фар. С тех пор крупные производители автомобилей устанавливают эти системы освещения в своих моделях. В целом установка ксеноновых фар говорит о высоком классе и повышенной стоимости автомобиля.

Устройство ксеноновых фар

Ксеноновые фары состоят из нескольких компонентов:

Газоразрядная лампа

Это сама ксеноновая колба, которая содержит газ ксенон, а также другие газы. Когда электричество достигает этой части системы, оно производит яркий белый свет. Он содержит электроды, где электричество «разряжается».

Ксеноновый балласт

Это устройство зажигает газовую смесь внутри ксеноновой лампы. Ксеноновые HID системы четвертого поколения могут подавать до 30 кВ высоковольтного импульса. Этот компонент контролирует запуск ксеноновых ламп, позволяя быстро достичь оптимальной рабочей фазы. Как только лампа работает на оптимальной яркости, балласт начинает контролировать мощность, которая проходит через систему для поддержания яркости. Балласт содержит преобразователь постоянного тока, который позволяет ему генерировать напряжение, необходимое для питания лампы и других электрических компонентов системы. Он также содержит мостовую схему, которая обеспечивает систему переменным напряжением 300 Гц.

Блок розжига

Как следует из названия, этот компонент запускает доставку «искры» к ксеноновому световому модулю. Он подключается к ксеноновому балласту и может содержать металлическое экранирование в зависимости от модели поколения системы.

Принцип работы ксеноновых фар

Обычные галогенные лампы пропускают электричество через вольфрамовую нить внутри лампы. Поскольку колба также содержит газообразный галоген, он взаимодействует с вольфрамовой нитью, тем самым нагревая ее и позволяя светиться.

Ксеноновые фары работают по-другому. Ксеноновые лампы не содержат нити накала, вместо этого происходит ионизации газа ксенона внутри колбы.

1. Зажигание
   Когда вы включаете ксеноновую фару, электричество проходит через балласт к электродам колбы. Это зажигает и ионизирует ксенон.
2. Нагревание
   Ионизация газовой смеси приводит к быстрому повышению температуры.
3. Яркий свет
   Ксеноновый балласт обеспечивает постоянную мощность лампы около 35 Вт. Это позволяет лампе работать в полную силу, обеспечивая яркий белый свет.

Важно помнить, что ксеноновый газ используется только в начальной фазе освещения. Поскольку другие газы внутри колбы ионизируются, они заменяют ксенон и обеспечивают яркое освещение. Это означает, что может пройти некоторое время – часто несколько секунд – прежде чем вы сможете увидеть яркий свет, создаваемый ксеноновой фарой.

Преимущества ксеноновых ламп

35-ваттная ксеноновая лампа может выдавать до 3000 люмен. Сопоставимая галогенная лампа может набрать всего 1400 люмен. Цветовая температура ксеноновой системы также имитирует температуру естественного дневного света, которая составляет от 4000 до 6000 Кельвинов. С другой стороны, галогенные лампы дают желто-белый свет.

Широкое покрытие

Мало того, что скрытые лампы производят более яркий, более естественный свет; они также обеспечивают освещение дальше по дороге. Ксеноновые лампы распространяются шире и дальше, чем галогенные лампы, что позволяет вам вести машину намного безопаснее ночью на высоких скоростях.

Эффективный расход энергии

Это правда, что ксеноновые лампы потребуют больше энергии при запуске. Однако при нормальной работе они потребляют гораздо меньше энергии, чем галогенные системы. Это делает их более энергоэффективными; хотя преимущество может быть слишком маленьким, чтобы распознать.

Срок службы

Средняя галогенная лампа может работать от 400 до 600 часов. Ксеноновые лампы, могут работать до 5000 часов. К сожалению, ксенон все еще отстает от 25 000-часового срока службы светодиодных ламп.

Недостатки ксеноновых ламп

Хотя ксеноновые фары обеспечивают исключительную естественную яркость, подобную дневному свету, у них есть некоторые недостатки.

Довольно дорогие

Ксеноновые фары стоят дороже, чем галогенные лампы. И хотя они стоят дешевле, чем светодиодные, их средний срок службы таков, что вам будет необходимо заменить ксеноновую лампу как минимум 5 раз, прежде чем потребуется заменить светодиодную.

Сильный блик

Ксенон плохого качества или неправильно настроенный, может быть опасен для проезжающих автомобилистов. Блики могут ослепить водителей и стать причиной дорожно-транспортного происшествия.

Переоснащение с галогенных фар

Если у вас уже установлены галогеновые фары, то установка ксеноновой системы освещения может быть довольно сложной и дорогой. Конечно, лучшим вариантом является наличие ксенона в стоке.

Требуется время для достижения полной яркости

Включение галогеновой фары дает вам полную яркость в мгновение ока. Для ксеноновой лампы вам понадобится несколько секунд, чтобы лампа прогрелась и достигла полной рабочей мощности.

Ксеноновые фары очень популярны в наши дни благодаря яркости, которую они обеспечивают. Как и у всех, у этой системы освещения автомобиля есть свои плюсы и минусы. Взвесьте эти факторы, чтобы определить, нужен ли вам ксенон.

Свое мнение и опыт использования ксенона оставляйте в комментарии – обсудим!

Поделитесь ссылкой с друзьями в социальных сетях:

А еще у нас интересные e-mail рассылки, подписывайтесь! (1 раз в неделю)

—>Автозапчасти и СТО —>

Популярность ксеноновых газоразрядных лампочек для автомобилей обусловлена их лучшей эффективностью по сравнению с другими источниками освещения. Подключить ксенон возможно как в автосервисе, так и самостоятельно.

Как выбрать хороший комплект ксенона?

Подбор подходящего ксенонового источника освещения для машины должен опираться на два фактора: известность и надёжность фирмы-производителя и необходимую яркость ламп.

Из чего должен состоять комплект ксенона?

Комплектация газоразрядных лампочек для головного света или противотуманных фар включает в себя:

• источники освещения, рассчитанные на определенную мощность и обладающие конкретной маркировкой;
• устройство розжига;
• комплект проводов и элементов для подключения и фиксации ламп.

Блок розжига представляет собой модуль, предназначенный для подачи определенной величины напряжения, требующегося для активации, на световые источники. Более дорогие блоки обладают усложненной конструкцией, что позволяет им контролировать большее количество процессов. Если устройство высококачественное, оно сможет обеспечить длительную и бесперебойную работу световых элементов. Это обусловлено тем, что при розжиге ламп соблюдаются основные технические параметры в необходимом диапазоне.

Как подключить ксенон

Ксеноновые лампы для автомобильных фар работают по иному принципу, нежели обычные галогеновые. В них отсутствует нить накала. Свечение возникает не вследствие её нагрева, а за счёт горения электрической дуги. Для её возникновения необходимо изменить характеристики напряжения бортовой сети автомобиля, поэтому схема подключения ксенона предполагает внесение некоторых изменений в штатную проводку автомобиля.

Инертный газ, которым под высоким давление (около 25 АТМ) наполнена колба лампы, предотвращает выгорание её электродов. Благодаря чему срок службы осветительного прибора увеличивается до 3000 часов (против 600 часов у «галогенки»). Электрическая дуга также обеспечивает более высокую интенсивность светового потока, чем свечение нагретой спирали. В силу этих двух преимуществ некоторые автолюбители заинтересованы в замене ксеноновыми лампами обычных галогеновых.

Как выбрать ксеноновые лампы

Лампы выбираются по нескольким составляющим критериям.

HID-лампы выпускаются в соответствии со стандартами. Для замены «галогенок» H7, H11 или любых других необходимо приобретать изделия с такой же маркировкой.

В галогеновых лампах с цоколями H4, HB5, H13 для дальнего и ближнего света используются разные нити накаливания. Аналогичные им газоразрядные называются биксеноновыми. В них смена режимов работы происходит за счёт изменения положений колбы или отражающей шторки посредством электромагнитов.

По температуре свечения и потребляемой мощности

На ксеноновых лампах указывается так называемая цветовая или спектрофотометрическая температура (в градусах по Кельвину). По её значению можно заранее определить, насколько комфортной будет езда в тёмное время суток. При естественном дневном освещении значение цветовой температуры составляет от 6000К.

О том, как будет выглядеть свет фар с лампами различной цветовой температуры, можно составить впечатление по следующему изображению.

При выборе ксенона для противотуманных фар лучше отдавать предпочтение лампам с температурой 4000 – 4300К. Чем ближе спектр излучения к жёлтому, тем меньше эффект световой стены перед автомобилем, возникающий в тумане. Для фар ближнего и дальнего света ближе к естественному освещению ксеноновые лампы с температурой 4300 – 6000К.

Различаются лампы и по потребляемой мощности – она может быть 35 и 50 Вт. Как правило, водители отдают предпочтение лампам 35 Вт – они меньше «нагружают» бортовую сеть авто и не так сильно нагревают фары.

Наиболее популярные производители

Для розжига электрической дуги требуется подать на электроды напряжение около 25 000 Вольт. Для поддержания горения достаточно 50-80 Вольт. Чтобы обеспечить соблюдение этих условий работы, необходим блок розжига ксенона. При первоначальной установке ксенона требуется приобретать весь комплект – лампы, блок розжига и провода. Комплект должен сопровождаться инструкцией со схемой подключения. В дальнейшем отдельные комплектующие можно покупать порознь – по мере выхода их из строя.

Такие известные производители светотехнической продукции, как Hella, Osram и Philips не выпускают комплектов для самостоятельной установки ксенона. В продаже можно найти только лампы их производства или китайские подделки.

Среди прочих у российских автолюбителей пользуются спросом комплекты следующих марок:

Каждый из этих производителей выпускает ксенон, что называется, в ассортименте – с различными лампами и модификациями блоков розжига.

Порядок установки

Далее – немного о том, как подключить ксенон своими руками.

Подготовка

Объём подготовительных работ зависит от компоновки автомобиля. Иногда к лампам противотуманных фар удаётся подобраться лишь при снятом переднем бампере. Но важнее всего – удачно разместить блоки розжига. При этом желательно максимально сократить длину проводов от них к фарам. Следует учитывать то, что излишне «спрятав» блоки, вы тем самым ограничите доступ к ним. Это вызовет затруднения при поиске и устранении неисправностей.

Для подведения проводов к лампам, скорее всего, придётся просверлить отверстия в колпаках фар, закрывающих лючки. В наборе для подключения предусмотрены специальные резиновые уплотнители и сверло следует выбирать в соответствии с их размерами. В тех случаях, когда колпаки в фарах сделаны из резины, достаточно сделать в них отверстия.

Выбор способа крепления блоков розжига не имеет принципиального значения. Их можно зафиксировать на деталях кузова при помощи скоб, входящих в комплект или просто приклеив на двухсторонний скотч.

Варианты схем подключения

Самый простой способ подключения HID-лампы выглядит так.

Принцип работы прост: при включении переключателя света напряжение подаётся на блок розжига, в нём генерируется высокое напряжение, которое и подаётся на электроды газоразрядной лампы. Положительные и отрицательные провода перепутать при подключении не получится – их разъёмы несовместимы друг с другом.

Ввиду того, что напряжение бортовой сети может быть изрядно «просажено» в момент розжига дуги, предпочтительнее осуществлять подключение ксенона через реле.

Как видите, тоже ничего сложного. На обмотку обычного реле света (контакты 85 и 86) подаётся напряжение, которое в штатной схеме подводилось к контактам «галогенки». В результате замыкаются контакты 87 и 30 реле, которые используются в качестве выключателя, «врезанного» в плюсовой провод, идущий непосредственно от аккумулятора. Таким образом исключаются потери напряжения, подаваемого на блок розжига, и облегчается «запуск» ксеноновой лампы – цепь становится практически автономной. Такой способ идеально подходит не только для того, чтобы подключить ксенон в противотуманки, но и для переделки основных фар.

С биксеноном ситуация несколько сложнее. Самый простой вариант улучшить срабатывание переключения ламп при смене режимов «дальний/ближний» — установить между «плюсовыми» выводами диод, исключающий «залипание» управляющего электромагнита.

Полная схема подключения биксенона Н4.

Несмотря на то, что HID-лампы имеют существенные преимущества по сравнению с галогеновыми, следует учитывать возможные неблагоприятные последствия самостоятельной их установки:

1. Конструкция некоторых фар исключает возможность правильной настройки светового пучка с «неродными» лампами. Поэтому «колхозный» ксенон зачастую ослепляет других водителей.
2. Внесение изменений в конструкцию фар головного света запрещается Правилами.

При самостоятельной доработке противотуманных фар таких проблем у вас не возникнет. Правильная их настройка значительно улучшит видимость во время тумана.