Charakteristiky a životnost různých automobilových světel

Znalost životnosti různých automobilových světel vám umožní předvídat výměnu tohoto příslušenství. Řidiči to zajistí větší bezpečnost, zejména při jízdě v noci. Upozorňujeme, že životnost není stejná u všech typů žárovek. Liší se podle technologie, podmínek, četnosti a délky používání i kvality výroby. Z mnoha modelů halogenových, xenonových nebo LED žárovek si proto budete muset vybrat nejvhodnější technologii. Zde se dozvíte, co byste měli vědět.

Halogenové žárovky

Halogenové světlomety jsou klasické žárovky s vláknem. Jde o nejstarší a nejoblíbenější model. Fungují stejně jako žárovky používané v domácnostech: světlo vytvářejí pomocí vlákna.

Halogenová žárovka se skládá ze skleněné baňky. Uvnitř plyn zvaný „halogen“ zvyšuje vnitřní teplotu a zároveň vytváří chemickou vazbu s wolframem, díky níž vzniká jasnější světlo. Uprostřed žárovky se nachází rovné wolframové vlákno složené z několika závitů navinutých na předem stanovenou délku a průměr podle životnosti a výkonu žárovky: 35w, 55w, 60w, 65w, 100w atd. Po připojení napětí klade spirálové vlákno elektrickému proudu velký odpor, což způsobuje jeho zahřívání a tavení. Wolframové páry v kombinaci s halogenovým plynem tak vytvářejí velmi silné světlo.

Běžná žárovka s vláknem je technologie, která z automobilového průmyslu postupně mizí. Vlákno totiž produkuje přibližně 90 % odpadního tepla a pouze 10 % světla. Halogenová technologie trpí velkými energetickými ztrátami způsobenými červenými a infračervenými elektromagnetickými vlnami. Tento jev je příčinou její vysoké spotřeby elektřiny a krátké životnosti. Životnost těchto tradičních žárovek s vláknem se pohybuje od 200 do 600 hodin. Upozorňujeme, že halogenové žárovky jsou také velmi křehké a špatně snášejí nárazy a vibrace.

Xenonové žárovky

Z různých automobilových světel se xenonové žárovky používají převážně ve vozidlech vyšší třídy. Na rozdíl od halogenových žárovek xenonové žárovky nemají žhavicí vlákno. Místo halogenového plynu, jako je jód nebo brom, používají xenon. Xenon je na Zemi velmi vzácný plyn ze skupiny vzácných plynů, který je ve většině chemických reakcí inertní.

Xenonová žárovka neboli výbojka má složitý princip fungování a nemůže pracovat bez elektronického řídicího modulu zvaného „předřadník“. Je vybaven bezpečnostním systémem a funguje jako zesilovací „startér“ i elektronický regulátor. Při rozsvícení žárovky předřadník vytvoří elektrický výboj o napětí přibližně 25 000 voltů, který se přivede mezi dvě elektrody. Vznikne elektrický oblouk, který zapálí xenonový plyn uzavřený v malé skleněné baňce a dodá mu charakteristický, lehce namodralý odstín světla. Pro udržení elektrického oblouku na předem stanoveném výkonu se udržuje proud o napětí 85V. Výkon lze tedy upravit tak, aby světlo bylo více či méně bílé, s lehkým namodralým, případně fialovým odstínem, podle použitého proudu.

Tím se vysvětluje přirozené zabarvení xenonových světlometů, které vyzařují modré světlo, na rozdíl od halogenových žárovek, jež vydávají spíše žluté světlo. U halogenových žárovek se bílého světla s namodralým odstínem dosahuje pomocí barevného filtru, který je z výroby umístěn kolem žárovky.

Stručně řečeno, xenonové žárovky představují složitou technologii, která však ve své době znamenala skutečnou revoluci, ať už z hlediska energetické účinnosti, výkonu nebo barvy světla. Jejich odstín se blíží dennímu světlu, na rozdíl od halogenových žárovek. Xenonová žárovka neztrácí energii zahříváním wolframového vlákna: vytváří pouze elektrický oblouk, který zapálí xenonový plyn, a spotřebuje tak méně elektřiny. Xenonové světlomety proto vydrží déle než wolfram-halogenové žárovky: xenonové přibližně 1 000 až 2 500 hodin, zatímco halogenová žárovka pouze 200 až 600 hodin.

Hlavní předností xenonu je jeho světelná intenzita: 3 000 lumenů při minimální spotřebě elektřiny 35 W, zatímco halogenová žárovka poskytuje pouze 1 500 lumenů při spotřebě 55 wattů. Xenonová technologie řidiči nabízí lepší viditelnost a jasnější světelný kužel. Upozorňujeme, že xenonové světlomety sice mají dobrou energetickou účinnost, ale dochází u nich k velkým elektromagnetickým ztrátám, zejména ve fialové a ultrafialové oblasti.

Různá automobilová světla: LED žárovky

LED je zkratka anglického výrazu „Light-emitting diode“, česky „světelná dioda“. LED žárovka je optoelektronický systém, který při průchodu elektrického proudu vyzařuje světlo. Přeměňuje elektrickou energii na světlo s přesně definovaným barevným spektrem. Na rozdíl od xenonu a halogenu se všechny magnetické vlny vyzařované LED nacházejí ve spektru viditelném lidským okem.

Původ LED světlometů

Původně byly světlomety s LED technologií vyhrazeny pro supersportovní a luxusní vozy: Audi, Lexus atd. Někdy se používaly pouze pro denní svícení, směrová světla, couvací světla a brzdová světla. Od roku 2020 se však stále častěji používají také v takzvaných „běžných“ vozidlech. Stále více vozidel nabízí plně LED osvětlení, tedy veškeré osvětlení vozu tvoří LED. Vzhledem k potenciálu LED technologie je to pochopitelné. Nabízí jednu z nejvyšších světelných účinností na světě, reaguje v řádu tisícin sekundy a má nádherný vzhled. Jedinou nevýhodou pro výrobce je její vyšší cena ve srovnání s vozem vybaveným halogenovými žárovkami.

Díky rozšíření LED a technickému pokroku automobilové LED žárovky zaznamenaly skutečný pokrok. S prvními LED žárovkami uvedenými na trh se nedají srovnávat! Vzpomeňte si na první generace LED prodávané jako dodatečná výbava. Tyto LED žárovky byly vybaveny čipy COB (Chip on board), které nabízely vysokou světelnou účinnost (100 Lm/W). Přesto neposkytovaly dobré osvětlení vozovky při potkávacích ani dálkových světlech, protože světlo vyzařované čipy COB mělo příliš široký úhel.

Většina tehdy prodávaných LED COB pořádně znepříjemňovala život těm, kteří měli tu smůlu, že se setkali s vozem vybaveným těmito LED. Oslnění bylo nevyhnutelné, a to i při potkávacích světlech! Světlo bylo tak rozptýlené a nepřesné, že mohlo osvětlit velmi širokou oblast až do korun stromů, aniž by přitom osvětlilo důležité zóny. Výsledkem byla velmi nízká koncentrace světla směřujícího na vozovku, horší viditelnost překážek, kratší dosvit a nemožnost projít technickou kontrolou. Toto neuspokojivé osvětlení výrazně přispělo ke špatné pověsti dodatečně montovaných LED v jejich počátcích.

LED technologie dnes

V současnosti patří mezi různými automobilovými světly LED světlomety k velmi kvalitním. Většina je vybavena novou generací vysoce výkonných čipů CSP, z nichž většina překračuje hranici 100 Lm/W a dosahuje až 180 Lm/W. Nejvýkonnější technologie CSP je typu PIG (fosfor ve skle). Skládá se z miniaturních, mimořádně výkonných a přesných LED čipů, které jsou eutekticky spojeny s vysoce kvalitní deskou plošných spojů PCB. Menší a přesně definovaný úhel světla umožňuje dosáhnout velmi přesného osvětlení a mimořádně vysoké optické hustoty. Jde o skutečnou revoluci ve světě automobilového osvětlení.

Některé LED žárovky dosahují velmi vysokého světelného toku: až 7 500 hrubých lumenů a 3 900 lumenů naměřených v reálných podmínkách, při spotřebě pouhých 45 wattů, zatímco halogenová žárovka o výkonu 100 W, která má vysokou spotřebu, poskytuje 2 200 skutečných lumenů. Světelný výkon xenonové žárovky o výkonu 35 W se pohybuje kolem 3 000 skutečných lumenů a některé současné LED dosahují přibližně 5 000 skutečných lumenů.

Řízení tepla, skutečná výzva

Největší výzvou u automobilových LED žárovek je řízení tepla. Při provozu se uvnitř LED čipu uvolňuje velké množství tepla. Jde o dobře známý jev zvaný „Augerův jev“, při němž se část energie rozptyluje ve formě tepla. U výkonných LED žárovek je tento jev ještě výraznější. Proto výzkumníci v laboratořích vyvíjejí řadu chladicích systémů integrovaných do LED žárovek.

Podle světelného výkonu LED žárovky existují dva typy chlazení:

• Pasivní chlazení pro LED s nízkým výkonem. Nejčastěji využívají chladicí systém složený z mnoha hliníkových žeber nebo měděných opletení s velmi jemnou strukturou.
• Aktivní chlazení určené pro LED s velmi vysokým výkonem, které využívá ventilátory spojené se systémy „Cooling Tube“ s vedením supravodivé kapaliny.

Klíč k maximální životnosti LED přímo souvisí s její schopností odvádět teplo. Dobré chlazení prodlužuje životnost a zvyšuje světelný výkon LED. Je důležité zdůraznit, že LED žárovky mají nejdelší životnost. Pohybuje se od 2 000 do 5 000 hodin. To stačí na pokrytí celé životnosti mnoha vozidel, což znamená, že možná nikdy nebudete muset LED žárovky vyměnit. Spotřebovávají méně energie než běžné systémy, a proto jsou atraktivní volbou.

Nyní již znáte všechny vlastnosti a životnost různých automobilových světel – halogenových, xenonových i LED.