Ksenon czy halogen – fakty i mity

mAuto24

Historia oświetlenia samochodowego to ponad stulecie pomysłów, z których jedne stawały się innowacjami, inne zaś popadały w zapomnienie. Pierwsze rozwiązania oparte były o proste lampy naftowe, które jednak pod wpływem wiatru czy powietrza bardzo szybko gasły. Następnie w samochodach zaczęto stosować elektryczność, a w latach 60. XX wieku po raz pierwszy użyto lamp halogenowych. W latach 90. do użycia – powoli i mozolnie, ze względu na wysokie koszty – zaczęły wchodzić ksenony, zwane lampami wyładowczymi. Porównujemy oba źródła światła: jak działają; jakie są ich koszty i wreszcie odpowiadamy, które lampy są obiektywnie lepsze?

Źródło: motofakty.pl

Pierwsze zastosowanie

Halogen Ksenon
1962 – Philips proponuje pierwsze halogenowe oświetlenie w samochodach, które z czasem staje się standardowym rozwiązaniem. 1991 – pojawia się pierwszy samochód z lampami ksenonowymi obsługującymi światła mijania: BMW serii 7. Obecnie odnajdziemy je w większości aut ze średniej półki cenowej, tańsze pojazdy miejskie możemy wyposażyć w ksenony fabrycznie za dopłatą.

 

Jak to działa?

Halogen Ksenon
Żarówka składa się ze szklanej bańki, w której umieszczone są drut kontaktowy z żarnikiem pokrytym wolframem. Do wypełnienia żarówek stosuje się obojętny gaz (azot, argon, krypton), do którego dodaje się śladowe ilości pierwiastków chemicznych z grupy halogenów (jod, brom). Dzięki nim inicjowany jest tzw. halogenowy cykl regencyjny. Tutaj również zastosowana jest szklana bańka, wypełnionej gazem „ksenonem” z dodatkami metali i halogenków metali. Lampy ksenonowe posiadają jarznik, w których źródłem światła jest łuk elektryczny, powstający między elektrodami. By powstał, niezbędne jest wysokie napięcie (25 kV), które jest wytwarzane w przetwornicy, samo utrzymanie łuku zaś wymaga znacznie niższego napięcia (85 V).  

 

Komentarz: Na czym polega halogenowy cykl regencyjny? Parujący pod wpływem wysokiej temperatury wolfram łączy się z halogenem, tworząc cząsteczki halogenków wolframu, które przyjmują formę gazową i nie osadzają się, jak w przypadku tradycyjnych żarówek, na wewnętrznych ściankach bańki. Ten cykl trwa nieustannie. Halogen łączy się z wolframem i kiedy dociera w pobliże żarnika ponownie się rozpada, gdy zaś kieruje się w stronę bańki, znowu się z nim łączy.

Źródło: magazynauto.interia.pl

Temperatura

Halogen Ksenon
Wolfram w żarówce paruje pod wpływem dość wysokiej temperatury – powyżej 250 oC, a sam żarnik może rozgrzać się do 3400 oC. Lampy ksenonowe pobierają o wiele mniej energii, dlatego też cały proces przebiega w znacznie niższej temperaturze.

 

Komentarz: Ze względu na bardzo wysoką temperaturę parowania wolframu w żarówce halogenowej niemożliwe jest stosowanie w takich lampach szkła utwardzonego. Rozwiązanie, znane z tradycyjnych żarówek, tutaj się nie sprawdza, ponieważ zwykłe szkło nie wytrzymałoby takich temperatur. Dlatego w żarówce halogenowej powinno być stosowane szkło kwarcowe, które jest bardziej  wytrzymałe i odporne na zmiany temperatury powierzchniowej. Wytrzyma ono także wysokie ciśnienie (10-15 barów), wyższe niż w standardowej żarówce (5-7 barów).

 

Żarówki

Halogen Ksenon
  • Żarówki jednowłóknowe (typy H1, H2, H3, H7) – obsługują zarówno światła mijania, jak drogowe
  • Żarówki dwuwłóknowe (H4) – każdy z żarników odpowiada za jeden rodzaj świateł
  • Żarówki do reflektorów soczewkowych z zapłonnikiem (D1S)
  • Żarówki do reflektorów soczewkowych bez zapłonnika (D2S)
  • Żarówki do reflektorów odbłyśnikowych z zapłonnikiem (D1R)
  • Żarówki do reflektorów odbłyśnikowych bez zapłonnika (D2R)
  • Żarówki bezrtęciowe do reflektorów soczewkowych z zapłonnikiem (D3S)
  • Żarówki bezrtęciowe do reflektorów soczewkowych bez zapłonnika (D4S)
  • Żarówki bezrtęciowe do reflektorów odbłyśnikowych z zapłonnikiem (D3R)
  • Żarówki bezrtęciowej do reflektorów odbłyśnikowych bez zapłonnika (D4R).

 

Komentarz: w lampach istnieją różnice w budowie systemu optycznego. Światło w reflektorach halogenowych może być ukierunkowane przez samą powierzchnię szyby ze szkłem ryflowanym (przy żarówkach typu H4) lub przez odbłyśnik i soczewkę. Te ostatnie rozwiązania stosowane są również w reflektorach ksenonowych, których technika budowy zakłada dwa rozwiązania. Reflektory odbłyśnikowe (zwane parabolicznymi) wyposażone mogą być w stałą przesłonę, dzięki której unikniemy zjawiska olśnienia, czyli po prostu oślepiania kierowców jadących z naprzeciwka oraz zbyt rozległego oświetlania drogi poza pasem drogowym. Obok nich dostępne są reflektory soczewkowe (projekcyjne), które dają możliwość dokładniejszego wyznaczenia granicy światła i cienia. W takich lampach odbłyśnik znajduje się wewnątrz projektora, a odbite od niego światło jest skupiane przez soczewkę i pada w sprecyzowany punkt.  

Żarówek ksenonowych  używa się przede wszystkim przy światłach mijania, ponieważ przy drogowych się nie sprawdzają. Czas osiągnięcia pełnej jasności przez reflektory ksenonowe to zazwyczaj kilka sekund. Lampy te cechuje więc długi czas zapłonu, a częste włączanie jarzników wpływa niekorzystnie na ich trwałość. Dlatego też światła drogowe przy soczewkowych i odbłyśnikowych lampach ksenonowych realizowane są za pomocą dodatkowej żarówki halogenowej. Dla rozwiązania tego problemu powstały lampy biksenonowe, w których ten sam jarznik odpowiada za światła mijania i drogowe. Reflektory biksenonowe mają inną budowę, składają się z dwóch baniek, z których jedna jest przesłaniana bezpośrednio w jarzniku lub projektorze soczewkowym, a przesłony uruchamiane są mechanicznie lub elektromagnetycznie. Gdy włączamy światła drogowe, przysłona unosi się, a lampy w pełni oświetlają drogę.

 

Barwa

Halogen Ksenon
Typową barwą świateł halogenowych jest kolor żółtawy. Przeciętna żarówka ma barwę 2800 K. Żarówki ksenonowe emitują mocne, jasne, zbliżone barwą do naturalnego światło. W samochodach z seryjnymi instalacjami ksenonowymi używa się temperatury światła między 4300 K – 5800 K (choć zdarzają się modele osiągające 6000 K).

Ksenony świecą jaśniej i intensywniej, niż lampy halogenowe. Co ważne, pobierają przy tym o 2/3 energii mniej.

 

Komentarz: Skrót „K” oznacza Kelviny. To właśnie w tej jednostce określa się temperaturę i barwę światła: im wartość jest wyższa, tym barwa jest bardziej niebieska. Temperatura barwowa zbliżona do 3000 K to światło żółte, do 5000 K – światło białe, 6500 K – światło dzienne, a 8000 K – to odcień bieli połączony z wyraźnym niebieskim.

Źródło: autokult.pl

Zakup

Halogen Ksenon
Prosta konstrukcja żarówki halogenowej ma przełożenia na niski koszt zakupu, wahający się nawet od 2 PLN przez 30 PLN do około 50 PLN. Świecą jaśniej, przepalają się rzadziej, jednak ich wyprodukowanie jest droższe, co też wpływa na cenę części zamiennych. Zakup żarówek w ASO jest najdroższą opcją. Możemy kupić je na własną rękę, choć musimy wiedzieć, jakie modele są dla naszego auta odpowiednie.

Przy zakupie trzeba jednak uważać na tanie podróbki, które nie dadzą efektu świetlnego podobnego do ksenonów.

  • Żarówka ksenonowa renomowanego producenta: 150/440 PLN/szt.
  • Przetwornica: 400-3000 PLN/szt.

 

Komentarz: Mimo prostej konstrukcji i niskiej ceny zakupu, żarówki halogenowe cechują się stosunkowo wysokim zużyciem energii: około 55/60 W na 1 żarówkę, przy dwóch około 110/120 W.

 

Wymiana

Halogen Ksenon
Najlepiej wymieniać je parami i z powodzeniem możemy zrobić to sami, choć poziom trudności zależy to od modelu samochodu i jego reflektorów. W niektórych wystarczy wyjąć zużytą żarówkę i w jej miejsce zamontować nową. W innych konieczne jest wyjęcie całej lampy, którego można dokonać tylko przez zdjęcie zderzaka i osłon silnika.

Po wymianie koniecznie sprawdźmy poprawne ustawienie reflektorów, by właściwie oświetlały drogę, ale nie oślepiały kierowców jadących z naprzeciwka.

Koszt wymiany żarówki halogenowej w warsztacie to od kilkunastu do kilkudziesięciu zł za jedną żarówkę i kilkadziesiąt za badanie oświetlenia. Przy skomplikowanych manewrach z wymontowaniem zderzaka zapłacimy od 100 do 300 PLN.

Wymieniać żarówki powinno się parami.  Ze względu na trudność doboru i dalej montażu jarznika ksenonowego oraz wysokie napięcie w instalacji zasilającej, zaleca się wymianę w profesjonalnych serwisach. Po jej dokonaniu należy wyregulować wysokość świecenia reflektorów, ustawienie poziomu zerowego wiązki światła i wstępne ustawienie automatycznej regulacji zasięgu świateł.

Cena wymiany jarzników zawsze zależy od stopnia skomplikowania i choć firmy oferują wymianę od 50 zł, to w praktyce cały montaż wynosi sporo: w ASO zapłacimy nawet do 1000 PLN.

 

Komentarz: żarówkę halogenową należy wymienić tak, by nie dotknąć palcami szklanej bańki. Każde zanieczyszczenie bądź zatłuszczenie tej powierzchni skraca jej żywot. Jeśli to nam się to zdarzy, pamiętajmy, by przemyć żarówkę odtłuszczaczem. Możemy także użyć do wykonania tej czynności jednorazowych rękawiczek.  

 

Żywotność

Halogen Ksenon
Jest ona nieporównywalnie niska w stosunku do żywotności żarówek ksenonowych czy lamp LEDowych.

Żarówka powinna wytrzymać średnio 150-700 h – w zależności o warunków, w których pracuje.

Pobór energii: około 55-60 W.

Jest ona ponad trzykrotnie dłuższa, niż w lampach halogenowych. Wpływa na nią mniejszy pobór prądu. Jest to też technologia znacznie bardziej energooszczędna.

Żarówka powinna wytrzymać około 3000 h.

Pobór energii: 35 W.

 

Na krótszą żywotność żarówek halogenowych wpływają:

 

  • Jakość materiałów, z których wykonane są żarniki.
  • Stosowanie soczewek w reflektorach pozwala precyzyjnie ukierunkować strumień światła, ale wiąże się to z zatrzymaniem części na przysłonie soczewki. By uzyskać określone natężenie światła, żarówka musi wyprodukować go więcej, przez co szybciej się zużywa.
  • Napięcie w układzie elektrycznym pojazdu: jeśli napięcie jest bardzo wysokie, wówczas żywotność żarówki się zmniejsza. Większość z nich przystosowana jest do napięcia w wysokości 12 V i szacuje się, że jeśli napięcie w układzie jest większe o 5%, wówczas żywotność żarówki spada o 50%.
  • Wysokość ciśnienia wewnątrz szklanej bańki: im jest ono wyższe, tym wolfram wolniej się uwalnia z żarnika i tym samym żarówka jest bardziej długowieczna.

 

Źródło: moto.pl

Przepisy i wymogi

Światła przednie powinny mieć, zgodnie z Kodeksem Drogowym, barwę białą lub żółtą selektywną (jasnożółtą). Każdy inny kolor, w szczególności zastrzeżony dla uprzywilejowanych pojazdów niebieski, wzbudzi podejrzenia policji. Jeśli przy kontroli okaże się, że nasze reflektory nie posiadają homologacji, wówczas może nas to sporo kosztować. Służby mundurowe mogą kierowcę pouczyć, ukarać mandatem w wysokości od 20 do 500 PLN, skierować wniosek o ukaranie do sądu i wreszcie zatrzymać dowód rejestracyjny pojazdu.

Reflektor przystosowany do jarznika ksenonowego powinien posiadać homologację DR, DC lub DC/R, a do żarnika halogenowego – HC/R. Homologacja przypisana jest zarówno do klosza lampy, jak do soczewki i (w przypadku ksenonów) przetwornicy. Lampy ksenonowe, ze względu na jasne i mocne światło, jakie emitują, muszą być wyposażone w układ samopoziomowania. Automatycznie regulują one kąt nachylenia reflektora kiedy na przykład samochód jest mocno dociążony i zmienia się położenie nadwozia. Muszą ponadto być wyposażone w system czyszczenia (z reguły są to spryskiwacze), ponieważ brudna szyba reflektora rozprasza wiązkę światła.

Wytyczne definiujące wymagania i ograniczenia wobec świateł w samochodzie zawierają regulacje nr 37 i 48 Europejskiej Komisji Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych (EKG ONZ), które dotyczą homologacji nowych aut w celu dopuszczenia do sprzedaży. Regulacja nr 48 wyraźnie mówi o niezbędnym korektorze ustawień świateł przednich i urządzeniu do oczyszczania świateł przednich (6.2.6.2.1., 6.2.6.2.2.).  

 

Ksenonowy kit

Ogólna dostępność ksenonów budzi wiele kontrowersji. Jeśli nasz samochód nie jest fabrycznie wyposażony w reflektory ksenonowe, a co za tym idzie w układy samopoziomowania i czyszczenia, nie możemy na własną rękę montować ksenonów, bez uzupełniania ich o automatyczną regulację poziomu i spryskiwacze. Lampy bez regulacji kąta nachylenia będą oślepiały kierowców jadących z naprzeciwka, a brudna szyba reflektora sprawi, że będą świeciły znacznie gorzej, niż halogeny.  Po takich przeróbkach warto podjechać na stację diagnostyczną, która wyda zaświadczenie, że lampy są zgodne z przepisami. Taka wizyta jest konieczna także po to, by w razie konieczności skorygować ustawienie świateł.

W praktyce na rynku są dostępne lampy mające zapewnić „efekt ksenonów” i niektórzy kierowcy montują te zestawy. W świetle przepisów jednak każdy reflektor otrzymuje homologację wraz ze źródłem światła. Jeżeli zostanie ono zastąpione innym, nieposiadającym homologacji, lub dla niej nieprzewidzianym, cała homologacja lampy traci ważność. Takie zabiegi powinny być jednak tępione i w większości są przez policję, ale na drogach wciąż można zobaczyć charakterystyczne dla podróbek bladoniebieskie, czasem lekko fioletowe światło. Kierowcy takich pojazdów stwarzają zagrożenie dla siebie i innych uczestników ruchu drogowego.  

 

Słowem podsumowania należy przyznać, że w rozważaniach „halogen czy ksenon” te drugie znacząco przodują. Lampy wyładowcze generują światło odpowiadające barwą naturalnemu, którego zalety wyraźnie widać po zmroku. Wówczas doskonale oświetlają drogę, znaki oraz ewentualne przeszkody i zagrożenia. Co więcej, przy takim świetle oczy kierowcy męczą się znacznie wolniej. Ksenony potrzebują ponadto o 30% energii elektrycznej mniej, niż halogeny i są ponad trzykrotnie bardziej żywotne. Niestety, ich wymiana jest bardziej problematyczna i droższa, choć rzadsza. Ich przewaga w rozgrywkach świateł samochodowych jest jednak obecnie zagrożona przez LEDy (które pojawiły się w pojazdach w 2004 roku) i – zupełną nowość – laser. Im z pewnością wkrótce poświęcimy osobną analizę.

Polecane artykuły

Nagły wzrost spalania – możliwe przyczyny Nagły i zauważalny wzrost spalania paliwa jest zdecydowanie odczuwalny dla portfela. Proponujemy podejść do problemu na spokojnie, wrócić pamięcią do ...
Czym jest AdBlue i do czego jest potrzebny Ekoprzyszłość – do niej dążymy, a raczej podążamy za legislacjami Unii Europejskiej, by móc z podniesioną głową wejść w ekojutro. Jest w takim ujęciu ...
Zgubiłem tablice rejestracyjne – co mogę zrobić?...   Niezależnie od tego, gdzie i w jaki sposób straciliśmy tablicę rejestracyjną naszego samochodu, pod żadnym pozorem nie powinniśmy wyruszać...
Przewóz dziecka w aucie – zrób to bezpieczni... W okresie wakacyjno-urlopowym bardzo często wyjeżdżamy na wypoczynek z całą swoją rodziną. Warto wówczas pamiętać o najważniejszych zasadach bezpiecze...

0 komentarzy

Zostaw komentarz