Как работает ксенон на авто

Опубликовано: 28.04.2024

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.

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

Сейчас небольшое полезное видео, смотрим.

(10 голосов, средний: 4,20 из 5)

Ксеноновая лампа – это искусственный свет, который исходит из электрической дуги в колбе, заполненной ксеноном.

Ксеноновые фары уже давно и прочно закрепились в жизни автомобилистов. С каждым днем все больше и больше людей засматриваются на данный инструмент.

Особенности ксеноновых фар

Существует множество особенностей ксеноновых фар. Вот несколько из них:

А существуют ли минусы?

Да, данные фары не только имеют свои достоинства, но также есть и недостатки.

Эксплуатационные преимущества

Любой водитель проводит за рулем 10-15% своего времени. И чтобы обеспечить максимальные удобства при поездках, нужно как можно лучше укомплектовать свой автомобиль.

Чем лучше будут фары, тем легче будет путь. Обзор дороги в несколько раз улучшится, особенно в темное время суток и в дождливую погоду. Для чего это нужно? Чтобы безопасность движения была на высоте.

Итак, в чем же все-таки преимущества ксеноновых ламп?

Они выдают в несколько раз больше света, нежели галогенные лампы.
Потребляют меньше электрической энергии.
Свет излучает не спираль, которая раскалилась, а инертный газ – ксенон.
Излучается яркий свет. Слегка голубоватый оттенок улучшает видимость ночью. Водители лучше видят дорожные знаки, свет не режет глаза встречным машинам.
Длительный срок службы. В ксеноновых лампах нет нитей, поэтому ничего там перегореть не сможет. Ксеноновые фары наполнены газом.

Устройство и принцип работы

Лампа состоит из специальной трубки и прочного стекла, которые хорошо запаяны. Внутри, под большим давлением, находится смесь инертных газов. Большая часть состоит из ксенона.

Также внутри этой лампы имеется два электрода. Они обеспечивают пропуск электрического тока и образуют электрическую дугу для розжига газа. Чтобы газ включился в работу, необходимо потребить большое количество энергии, которая превращается в высоковольтный импульс.

Трубка – это стеклянный корпус. Сама же трубка может иметь разную форму. В этот самый инструмент по обе вертикальные стороны впаиваются электроды, между которыми активизируется электрическая дуга. В трубке существует и другой электрод. Он расположен вертикально вдоль всей трубки. Он ионизирует газовый состав и запускает разряд.

Как происходит работа ксеноновых ламп?

Происходит это в несколько шагов.

Шаг первый. Благодаря блоку розжига, происходит подача высоковольтного импульса до 30000 Вольт.
Шаг второй. Активизируется электрическая дуга.
Шаг третий. Благодаря ионизации газа, через который под большим напряжением проходит ток, создается вспышка белого света. Данный процесс очень важен, т.к. необходим для сокращения электрического сопротивления газа внутри колбы.
Шаг четвертый. Ток проходит через газ и активирует работу атомов ксенона.
Шаг пятый. Атомы ксенона помогают электронам переходить на орбиты с более высокой энергией.
Шаг шестой. Электроны постепенно возвращаются к первоначальным орбитам, при этом образуя энергию, которая будет выраженная в форме фотона. Это обеспечивает подачу яркого и насыщенного света.

Для чего их вообще устанавливают?

Самая главная причина установки таких фар заключается в освещение. По сравнению с галогенными лампами, ксенон побеждает по всем параметрам. Яркость выше, цветовой спектр лучше. В дождливую погоду ксеноновый луч не отражается от капель воды, а проникает сквозь них. Водитель всегда видит перед собой четкий горизонт. Ксеноновые фары – это комфорт и безопасность.

Наказание за ксенон

На данный момент сотрудники ДПС следят за тем, чтобы водители использовали только правильные источники освещения. По этой причине большинство владельцев ТС стараются опасаться карательных санкций.

Использовать ксеноновые фары можно, если они установлены легально. Однако на практике показано совсем другое. Сотрудники ГИБДД часто применяют статью КоАП РФ 12.5. Там говорится о том, что управлять машиной запрещено, если на ней установлены приборы, которые нарушают требования «Основных положений по допуску ТС…». Это приводит к наказаниям.

Вывод такой: установка ксеноновых лампочек не является нарушением, если она обусловлена техническими особенностями ТС.

Что будет за ксенон?

Обычно за использование ксенона в фарах назначают штраф или лишают прав.

Какой штраф за ксеноновые фары

Лишают ли прав за ксенон

Если ксеноновые фары были самостоятельно установлены. Лишение прав колеблется от 6 месяцев до 1 года.

Заключение

Установка ксенона – это не дешевое удовольствие. Здесь придется хорошо потратиться. Но использование таких ламп обеспечит водителям только комфортное вождение в любое время года.

Если после ксенона автолюбитель захочет вернуть галоген, то ему будет не хватать яркости и насыщенности. Снова появятся проблемы с видимостью.

Также нужно помнить, что за использование нелегального ксенона можно получить штраф, а еще хуже – лишение прав. В некоторых случаях этого можно избежать.

На этом фоне более востребованы ксеноновые лампы, которые по параметрам обошли «галогенки» и стали выбором большей части производителей.

В чем же особенности ксенона и биксенона? Каковы отличия устройств? Чему отдать предпочтение?

Принцип работы ксеноновых и биксеноновых ламп

Чтобы понять принцип действия биксенона и ксенона, стоит разобраться в особенностях каждого из них.

Принцип работы прост и гениален. Внутри лампы газ ксенон и пара электродов. Между ними появляется разряд высокого напряжения, который заставляет газ светиться.

Если говорить подробнее, то внутри стеклянной емкости, имеющей размер спичечной головки, содержится смесь солей металла и инертного газа (ксенона).

Разряд высокого напряжения появляется между электродами, которые помещены в колбу, что способствует появлению яркого свечения смеси.

Сложность ксенона заключается в организации электросети. Принцип действия прост, чего не скажешь о схеме построения.

Для пуска ксенона и появления разряда между электродами должно быть создано напряжение в 25 000 Вольт. Чтобы гарантировать горение, необходима поддержка переменного тока с напряжением в 330 Вольт и частотой 330 Герц.

В «галогенках» схема проще. Там, чтобы исключить ослепление, стоит переключить нити накаливания, сменив режим с дальнего на ближний.

В случае с ксеноном проблема решается установкой дополнительного экрана, отсекающего «лишний» световой пучок.

Кроме этого, большим спросом пользуется биксенон. Он позволяет перейти на ближний (дальний) свет, не теряя в качестве освещения дороги.

Такая лампа считается одной из разновидностей классического ксенона.

Речь идет о металлической шторке, перемещаемой под действием магнитного устройства. За счет действия магнита происходит открытие различных зон биксеноновой лампы.

Принцип действия биксеноновой линзы следующий. Лампочка серии D2S (лампы такого типа монтируются в ксеноновые линзы) направляет пучок света на овальный рефлектор.

Последний отражает свет в сторону линзы, которая получает поток с отражателя и распределяет его. После этого шторка закрывает часть света для создания «ближнего» режима.

Переключение способствует получению равномерного света с четкими границами, без «лишних» засветок по краям.

Конструктивные особенности ламп

Как уже упоминалось, принцип действия двух устройств (ксенона и биксенона) идентичен. И в обоих случаях источником освещения является инертный газ. Разница только в конструктивных особенностях и способности биксенона переключаться с ближнего на дальний свет и обратно.

Промежуточный вывод следующий:

Главные отличия

Если в автомобильной оптике не предусмотрено разделение, то стоит монтировать Bixenon, монтаж которого реально сделать и самостоятельно.

Так, минимальная стоимость комплекта ксенона с учетом монтажных работ составляет 2000 рублей и более.

Что касается биксенона, то здесь затраты на покупку и монтаж возрастают в среднем на 50-70%.

Причина в том, что дальний свет необходим только за городом, в дальних путешествиях, а для повседневного применения используется классический «ближний».

Стоит отметить отличие ксенона и биксенона и по параметру цветовой температуры. В отличие от галогенных ламп, ксеноновые осветительные устройства выдают 4,3 тысяч Кельвинов и выше. Для сравнения у «галогенки» только 3000-3200 К.

Для лучшего освещения участка дороги ночью стоит использовать лампы, имеющие желтоватый или белый оттенок. Что касается синего свечения, то оно характерно для высокого показателя температуры и считается «модным». Минус в том, что такое освещение будет напрягать зрение, что приведет к сильному утомлению человека за рулем.

Рост температуры в Кельвинах приводит к большей активности рассеивания света. Как следствие, возрастает частота волновых колебаний. В итоге собирающая линза не способна решить задачу объединения отдельных лучей в один пучок.

Наличие же металлического экрана способствует преобразованию картинки в требуемом направлении.

Так, в дорогих устройствах дуга между электродами является статичной, что способствует получению яркого светового пучка. Бюджетные модели таким свойством не отличаются.

Итоги

Если проанализировать сказанное выше, то стоит подвести следующую черту:

Остальные характеристики двух типов осветительных устройств остаются неизменными.

Что именно покупать, решает каждый автолюбитель лично с учетом комплектации машины и наличия необходимой суммы в кармане.

Оба типа ламп при правильном монтаже и настройке гарантируют качественное освещение дороги. Разница только в том, что ксенон делает это исключительно в «ближнем» режиме.

При этом часто автолюбители идут на хитрость и устанавливают в автомобиле ксеноновые лампы, но с монтажом так называемых «би-линз».

В этом случае световой поток регулируется за счет перемещения экрана в кожухе линзы.

Читайте также: