Першим джерелом автомобільного світла став газ ацетилен. Використовувати його для освітлення дороги в 1896 році запропонував льотчик і авіаконструктор Луї Блеріо. Запуск ацетиленових фар - цілий ритуал.
Було потрібно відкрити краник ацетиленового генератора, щоб вода почала капати на карбід кальцію, який знаходився на дні "барильця". Під час взаємодії карбіду з водою утворювався ацетилен, який по гумовим трубкам надходив до керамічної пальнику, яка розташовувалася в фокусі відбивача. Тепер шофер повинен був відкрити скло фари, чиркнути сірником - і будь ласка, в світлий шлях. Але максимум через чотири години доведеться зупинитися - для того, щоб знову відкрити фару, вичистити її від кіптяви і заправити генератор новою порцією карбіду і води.
Однак світили карбідні фари на славу. Наприклад, створені в 1908 році Вестфальської металопромисловості компанією (так в той час називалася Hella) ацетиленові фари освітлювали до 300 метрів шляху! Настільки високого результату вдалося досягти завдяки використанню лінз і параболічних рефлекторів. До речі, сам параболічний відбивач ще в 1779 році винайшов Іван Петрович Кулібін - той самий Кулібін, який створив триколісний "самокатку" з маховиком і з прообразом коробки передач.
Вчені вважають, що летючі елементи, серед них і газ ксенон, були принесені на Землю при її народженні з речовини протопланетного газопилового хмари. Початок використання "ксенону" було покладено в 1898 році, коли У. Рамзай (W. Ramsay) та М. Треверс (M. Travers) відкрили інертний газ ксенон як невелику домішку до криптону (звідси і назва: по-грецьки ксенос-чужий) . Незважаючи на високу вартість, ксенон незамінний в ряді випадків:
- Ксенон використовують для наповнення ламп розжарювання, потужних газорозрядних і імпульсних джерел світла (висока атомна маса газу в колбах ламп перешкоджає віднесенню вольфраму з поверхні нитки розжарювання).
- Радіоактивні ізотопи (127Xe, 133Xe, 137Xe, і ін.) Застосовують як джерела випромінювання в радіографії і для діагностики в медицині, для виявлення течі в вакуумних установках.
- Фториди ксенону використовують для пасивації металів.
- Ксенон, як в чистому вигляді, так і з невеликою добавкою парів цезію-133, є високоефективним робочим тілом для електрореактивних (головним чином - іонних і плазмових) двигунів космічних апаратів.
- З кінця XX століття ксенон став застосовуватися, як засіб для загального наркозу (досить дорогий, але абсолютно нетоксичний, точніше - не викликає хімічних наслідків - як інертний газ). Рідкий ксенон іноді використовується як робоче середовище лазерів.
- Фториди і оксиди ксенону запропоновані в якості найпотужніших окислювачів ракетного палива, а так само в якості компонентів газових сумішей для лазерів.
Влаштована лампа наступним чином. Лампа складається з двох скляних колб (для запобігання від забруднень, різких змін температур, різниці тисків - 30/120 атмосфер в виключеною / запаленою лампі) - зовнішньої і внутрішньої. Внутрішня заповнена сумішшю газів, основу яких становить ксенон. Саме від того, які складові цього газового "коктейлю" залежать багато параметрів лампи: швидкість загоряння, температура світла і інші. У якісних колбах використовується кварцове скло. Зверху і знизу до внутрішньої колбі підведені два дроти, на яких і створюється різниця потенціалів в момент розпалу. Головне завдання - запалити газовий розряд. Для цього з 12 "постійних" вольт бортової мережі потрібно отримати короткий імпульс з 25 кіловольт - причому змінного струму, з частотою до 400 Гц! Для цього служить спеціальний модуль запалювання. Коли лампа запалилася (для розігріву потрібен якийсь час), електроніка знижує напругу до 85 вольт, достатніх для підтримки розряду.
На сьогоднішній день існує два основних типи ламп:
1. Лампи, що встановлюються на автомобілі заводами-виробниками. Заводське виконання "ксенонових" фар - лампи з цоколями D2R, D2S, D1S.
2. Лампи, що встановлюються на автомобілі, на які спочатку непредусматрівалась установка ксенону.
Це автомобілі, обладнані на заводі галогенними лампами (можлива установка "ксенонових" ламп з цоколями Н7, Н1, Н3, Н11, і т.д.). Тип лампи можна визначити, заглянувши в сервісну книжку. або побачити на лампі.
Окремо зупинимося на галогенних лампах з двома нитками розжарювання - найбільш поширений цоколь Н4. Фару, обладнану такою лампою, можливо обладнати двома способами. Встановити "ксенонову" лампу з цоколем Н4 (втративши при цьому можливість використовувати дальнє світло - такий варіант підійде для позашляховика, якщо встановити додаткові фари дальнього світла) або встановити "бі-ксенонову" лампу, отримавши при цьому "ксенонове" ближній і дальнє світло. Це ж відноситься до лампам з цоколем НВ3-9005.
Основні виробники ламп - імениті Philips і Osram - виробляють лампи тільки з цоколями D2R, D2S, D1S, а так само тайванські і корейські виробники, які виробляють всі існуючі типи ламп. Для того щоб розібратися з яскравістю і потужністю ламп, наведу порівняльну таблицю галогенною і "ксеноновим" ламп. (Див. Табл)
Спробуємо розібратися з колірною температурою більш детально. Згадаймо фізику за 8 клас. Температуру полум'я можливо виміряти в трьох видах одиниць, як-то: градус Цельсія, Кельвіна і Фаренгейта.
Приймемо за умову вимірювання температури палаючого об'єкта (полум'я) в Кельвіна. Отримаємо: 800 К - початок темно-червоного світіння розпечених тіл;
2360 К - лампа розжарювання вакуумна;
2800-2854 К - газонаповнені лампи розжарювання з вольфрамової спіраллю;
3200-3250 К - типові кінознімальні лампи;
5500 К - денне світло, пряме сонячне;
6500 К - стандартне джерело денного білого світла, він близький до середньоденного сонячного світла;
7500 К - денне світло, з великою часткою розсіяного від неба;
100000 К - колір джерела з "нескінченною температурою".
Ксенонові лампи мають температуру від 4050К і вище. Максимальна яскравість досягається тільки на температурі 4300К, і з ростом або зменшенням температури яскравість впаде.
Однак 4300К багатьом не подобається через колір - це яскравий біло-жовте світло. Тому більшість воліє температуру 6000К - яскравий холодне біле світло. Яскравість трохи нижче, зате красиво.
Температура вище 6000К вже мало придатна для практичного застосування, так як блакитний (7000К) і синій (8000К) колір по яскравості не набагато краще звичайних галогенових ламп.
Відповідність температури і кольору ксенонових ламп:
- 3500К жовтий підходить для противотуманок, як основне освітлення не придатний;
- 4300К бело_желтий найяскравіший світло, саме ця температура ставиться на заводські машини в оригіналі;
- 6000К холодний білий з легким блакитним, це світло вибирають 90% покупців;
- 7000К блакитний, яскравість значно нижче, їздити з таким світлом важко;
- 8000К синій (легкий фіолетовий) яскравість ще гірше.
З лампами трохи розібралися, перейдемо до блокам розпалювання або "баласт". Найбільшого поширення набули однокомпонентні блоки, зібрані в металевому або пластиковому корпусі. Усередині все елементи залиті захисним компаундом.
Ще один важливий момент пов'язаний з установкою баласту на автомобіль.
Багато автомобілів вище середнього класу мають систему виявлення несправностей ламп. Принцип роботи цих систем-тема окремої статті. Виробники баластів внесли конструктивні зміни, які допоможуть обійти цю систему.
У пропозиції постачальників прямо вказано на застосовність баластів. Є баласти, які можливо встановити на автомобіль з системою перевірки несправності ламп.
Підводячи підсумок, хочу зазначити, що переобладнання галогенового світла на автомобілі на сьогоднішній день - питання тільки вашого бажання. Можливо підібрати комплект по гаманцю будь-якого автовласника, отримавши при цьому більший рівень безпеки на дорозі в темний час доби. Сам процес переобладнання займе в майстерні 2-3 години.
Продовжуючи тему переобладнання автомобіля з звичайного світла на ксенонове, почнемо з підбору ламп.
Цоколь лампи можна підібрати, заглянувши в сервісну книжку. Якщо її немає, то на передній панелі, під капотом, у багатьох автомобілів є маркування цоколів ламп. Якщо ж і її немає, то можна зняти лампу і подивитися маркування на ній.
Для розуміння питань, пов'язаних з переобладнанням, наведу короткий огляд поширених на українському ринку ксенонових ламп:
Osram, Philips (Німеччина)
Основна перевага цих німецьких лампочок - вони ставляться в штатній комплектації разом з блоками Hella, тому що Osram і Philips ведуть розробку спільно c Hella. Якість досягається за рахунок жорсткого контролю на виході продукції. Вони перевіряють кожну лампочку. Вимірюється спектральний світло колби і якщо спектр відрізняється від заданого - ксенонова лампочка відправляється в шлюб. Також виробництво ведеться на повністю автоматизованих лініях, тоді як у корейців велика частина збирається вручну.
Найпоширеніші лампочки, тому, що одними з перших з'явилися на ринку. Якість хороша, однак, може незначно варіюватися від партії до партії.
Постачає різні типи ламп, але бі-ксенонові лампи цього виробника найбільш надійної конструкції.
Корейські лампи краще працюють з корейськими блоками, з блоками Hella вони працюють не зовсім коректно, тому що блоки Hella в робочому режимі подають на лампочки більшу напругу (90 вольт Корейські блоки - 85), що значно скорочує термін служби ксенонових ламп.
Вартість ламп різних виробника відрізняється незначно, чого не скажеш про блоках.
Найвищі ціни на блоки Hella (Німеччина) і Acumen (Тайвань).
Тепер кілька слів про блоках розпалу, або баласту.
Hella, Osram (Німеччина)
Основна перевага - дуже надійні блоки. Напруга - 9-14 ст. Однак, Osram перестав офіційно поставляти блоки, тому в продажу їх немає. В штатній комплектації вони ще зустрічаються, але вже рідко.
Блоки Hella продовжують бути присутнім на ринку постійно. Зазвичай вони ставляться з лампочками Philips або Osram.
Одні з найпоширеніших і дорогих блоків. Головна перевага - більший робочий діапазон:
від 8 до 32 вольт. Acumen також випускає блоки з довжиною дроту 2 м (у інших виробників такої довжини немає), що в деяких випадках це дуже зручно. Наприклад, при установці ксенону на мотоцикл або в протитуманні фари.
Ніяких особливостей у цих блоків мною не виявлено. Можна сказати лише, що блоки Sho-me популярні - так склалося, Sho-me першими завалили ринок дешевими блоками. Втім, нарікань на надійність немає.
Pro Lumen (Корея)
Надійні блоки. Випускаються в двокомпонентному виконанні і дуже зручні в монтажі. Невеликий недолік - в логічній захисту. При включенні може спрацювати захист, необхідно вимкнути і включити ще раз.
Приступимо до встановлення. У цьому номері розглянемо особливості установки біксенонових ламп на прикладі автомобіля Toyota Land Cruiser, ламп Н1 в головний і протитуманний світло автомобіля BMW E34. Продіагностіруем і відремонтуємо головний ксенонове світло на автомобілі Audi A6.
В автомобілі Toyota предостатньо місця для монтажу блоків і укладання проводки. Лампи встановлюються замість галогенових (рис. 1, 2). Перед установкою лампи рекомендую зняти з неї ковпачок, так як в фарі є такий же (рис. 3, 4). Його завдання уберегти водіїв зустрічних автомобілів від засліплення. Залишивши його, ми порушимо фокусування фари.
Ще одна особливість у багатьох азіатських автомобілях-керування перемиканням ближнього і дальнього світла здійснюється негативним сигналом.
Тому необхідно поміняти полярність підключення соленоїда лампи (рис.5). Для того щоб встановити блок з правого боку доведеться зняти акумулятор (рис. 6). Встановивши лампи і блоки, попередньо перевіряємо працездатність збірки. Перше включення ламп зробіть при включеному запалюванні (Не запускаючи двигун) (рис. 7). Через хвилину, вимкнувши світло, запустіть двигун і включите знову. Пояснюйте власнику автомобіля правила користування новознайденим "ксеноном". У всіх блоках встановлені системи захисту від короткого замикання. Захист від пробою на корпус. В "корейських" і "китайських" блоках може спрацювати захист після включення. Вимкніть та увімкніть світло ще раз. У практиці стикався з тим що "китайський" блок вимикався, тому що я його встановив, міцно пригвинтивши до корпусу автомобіля.
Проблема була вирішена після ізолювання корпуса блоку від кузова автомобіля. Завершивши тестовий пуск, можна ізолювати проводку, зміцнити її пластиковими хомутами. Після заповнення гарантійного талона віддаємо автомобіль власнику.
Наступний автомобіль, який розглянемо, буде BMW в кузові E34 ...
