Τα χαρακτηριστικά και η διάρκεια ζωής των διαφορετικών φώτων αυτοκινήτου

Γνωρίζοντας τη διάρκεια ζωής των διαφορετικών φώτων αυτοκινήτου μπορείτε να προγραμματίσετε την αντικατάσταση αυτού του εξαρτήματος. Αυτό προσφέρει στον οδηγό μεγαλύτερη ασφάλεια, ιδιαίτερα όταν οδηγεί τη νύχτα. Σημειώστε ότι αυτή η διάρκεια ζωής δεν είναι ίδια για όλους τους τύπους λαμπτήρων. Διαφέρει ανάλογα με την τεχνολογία, τις συνθήκες, τη συχνότητα και τη διάρκεια χρήσης, καθώς και την ποιότητα κατασκευής. Επομένως, θα πρέπει να επιλέξετε την καταλληλότερη τεχνολογία λαμπτήρα ανάμεσα στα πολλά μοντέλα αλογόνου, ξένου ή LED. Δείτε τι πρέπει να γνωρίζετε.

Οι λαμπτήρες αλογόνου

Οι προβολείς αλογόνου είναι παλαιού τύπου λαμπτήρες πυρακτώσεως. Πρόκειται για το παλαιότερο και δημοφιλέστερο μοντέλο. Λειτουργούν όπως οι λαμπτήρες που χρησιμοποιούνται στο εσωτερικό των σπιτιών, με τη βοήθεια ενός νήματος που παράγει φως.

Ο λαμπτήρας αλογόνου αποτελείται από μια γυάλινη κάψουλα. Στο εσωτερικό της, ένα αέριο που ονομάζεται «αλογόνο» συμβάλλει τόσο στην αύξηση της εσωτερικής θερμοκρασίας όσο και στη δημιουργία χημικού δεσμού με το βολφράμιο, ώστε να παράγεται πιο έντονο φως. Στο κέντρο του λαμπτήρα βρίσκεται ένα ευθύγραμμο νήμα βολφραμίου, αποτελούμενο από πολλές σπείρες στοιβαγμένες σε προκαθορισμένο μήκος και διάμετρο, ανάλογα με τη διάρκεια ζωής και την ισχύ του λαμπτήρα: 35w, 55w, 60w, 65w, 100w κ.λπ. Όταν τροφοδοτείται με ρεύμα, το σπειροειδές νήμα παρουσιάζει μεγάλη αντίσταση στο ηλεκτρικό ρεύμα, με αποτέλεσμα να θερμαίνεται και να λιώνει. Έτσι, οι ατμοί βολφραμίου, σε συνδυασμό με το αέριο αλογόνου, δημιουργούν ένα πολύ ισχυρό φως.

Ο συνηθισμένος λαμπτήρας πυρακτώσεως είναι μια τεχνολογία που τείνει να εξαφανιστεί από την αυτοκινητοβιομηχανία. Πράγματι, το νήμα παράγει περίπου 90 % απορριπτόμενη θερμότητα και μόνο 10 % φως. Η τεχνολογία αλογόνου υφίσταται μεγάλη ενεργειακή απώλεια λόγω των ερυθρών και υπέρυθρων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Αυτό το φαινόμενο ευθύνεται για την υψηλή κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και τη μικρή διάρκεια ζωής της. Αυτοί οι παραδοσιακοί λαμπτήρες με νήμα έχουν διάρκεια ζωής από 200 έως 600 ώρες. Σημειώστε ότι οι λαμπτήρες αλογόνου είναι επίσης πολύ εύθραυστοι και δεν αντέχουν καλά στα χτυπήματα και τους κραδασμούς.

Οι λαμπτήρες ξένου

Ανάμεσα στα διαφορετικά φώτα αυτοκινήτου, οι λαμπτήρες ξένου χρησιμοποιούνται κυρίως σε οχήματα υψηλής κατηγορίας. Σε αντίθεση με τους λαμπτήρες αλογόνου, οι λαμπτήρες ξένου δεν διαθέτουν νήμα πυρακτώσεως. Χρησιμοποιούν αέριο ξένο αντί για αέριο αλογόνου, όπως το ιώδιο ή το βρώμιο. Το ξένο είναι ένα πολύ σπάνιο αέριο στη Γη, ανήκει στην οικογένεια των ευγενών αερίων και είναι αδρανές στις περισσότερες χημικές αντιδράσεις.

Ο λαμπτήρας ξένου, ή λαμπτήρας εκκένωσης, έχει σύνθετη λειτουργία και δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου που ονομάζεται «ballast». Εξοπλισμένη με σύστημα ασφαλείας, αυτή λειτουργεί ως ενισχυτής «εκκινητή» και ηλεκτρονικός ρυθμιστής. Κατά την ενεργοποίηση του λαμπτήρα, το ballast παράγει ηλεκτρική εκκένωση περίπου 25 000 volt, η οποία εφαρμόζεται ανάμεσα στα δύο ηλεκτρόδια. Δημιουργείται ηλεκτρικό τόξο και αναφλέγει το αέριο ξένο που είναι εγκλωβισμένο στη μικρή γυάλινη φυσαλίδα, δίνοντάς του αυτή την ιδιαίτερη, ελαφρώς γαλαζωπή απόχρωση φωτισμού. Διατηρείται ρεύμα 85V για να παραμένει το ηλεκτρικό τόξο στην προκαθορισμένη ισχύ. Έτσι, μπορείτε να ρυθμίσετε την ισχύ ώστε να πετύχετε περισσότερο ή λιγότερο λευκό φως, με μια ελαφρώς γαλαζωπή ή ακόμη και μωβ απόχρωση, ανάλογα με την ισχύ του εφαρμοζόμενου ρεύματος.

Αυτό εξηγεί τον φυσικό χρωματισμό των προβολέων ξένου, καθώς εκπέμπουν μπλε φως, σε αντίθεση με τους λαμπτήρες αλογόνου, οι οποίοι εκπέμπουν μάλλον κίτρινο φως. Για τους τελευταίους, το λευκό-γαλαζωπό χρώμα φωτισμού επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός έγχρωμου φίλτρου που ενσωματώνεται εργοστασιακά γύρω από τον λαμπτήρα.

Συνοψίζοντας, οι λαμπτήρες ξένου αποτελούν μια σύνθετη τεχνολογία, αλλά στην εποχή τους έφεραν πραγματική επανάσταση, είτε όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση, είτε την ισχύ είτε το χρώμα του φωτισμού. Η απόχρωσή τους πλησιάζει το φως της ημέρας, σε αντίθεση με εκείνη του λαμπτήρα αλογόνου. Ο λαμπτήρας ξένου δεν χάνει ενέργεια θερμαίνοντας ένα νήμα βολφραμίου: δημιουργεί μόνο ένα ηλεκτρικό τόξο για να αναφλέξει το αέριο ξένο, κάτι που απαιτεί μικρότερη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι, οι προβολείς ξένου διαρκούν περισσότερο από τους λαμπτήρες βολφραμίου-αλογόνου, δηλαδή περίπου 1 000 έως 2 500 ώρες για το ξένο, έναντι μόλις 200 έως 600 ωρών για έναν λαμπτήρα αλογόνου.

Το κύριο πλεονέκτημα του ξένου είναι η φωτεινή του ένταση, με 3 000 lumen και ελάχιστη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας 35 W, έναντι μόλις 1 500 lumen με έναν λαμπτήρα αλογόνου και κατανάλωση 55 watts. Η τεχνολογία ξένου προσφέρει στον οδηγό καλύτερη ορατότητα και πιο καθαρή δέσμη φωτός. Σημειώστε ότι οι προβολείς ξένου έχουν μεν καλή ενεργειακή απόδοση, αλλά υφίστανται μεγάλες ηλεκτρομαγνητικές απώλειες, ιδιαίτερα στο ιώδες και το υπεριώδες φάσμα.

Διαφορετικά φώτα αυτοκινήτου: οι λαμπτήρες LED

Το LED είναι συντομογραφία της αγγλικής έκφρασης «Light-emitting diode», ή «δίοδος εκπομπής φωτός» στα γαλλικά. Ένας λαμπτήρας LED είναι ένα οπτοηλεκτρονικό σύστημα που εκπέμπει φως όταν διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα. Μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε φως με συγκεκριμένη χρωματική ακτινοβολία. Σε αντίθεση με το ξένο και το αλογόνο, όλα τα μαγνητικά κύματα που εκπέμπονται από το LED βρίσκονται στο φάσμα που είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι.

Η προέλευση των προβολέων LED

Αρχικά, οι προβολείς τεχνολογίας LED προορίζονταν για υπερσπορ αυτοκίνητα και οχήματα υπερπολυτελείας: Audi, Lexus κ.λπ. Μερικές φορές χρησιμοποιούνταν μόνο για τα φώτα ημέρας, τα φλας, τα φώτα όπισθεν και τα φώτα φρένων. Ωστόσο, από το 2020, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στα λεγόμενα «συμβατικά» οχήματα. Όλο και περισσότερα οχήματα προσφέρουν την επιλογή full LED, δηλαδή ολόκληρος ο φωτισμός του αυτοκινήτου είναι LED. Αυτό είναι κατανοητό, δεδομένων των δυνατοτήτων της τεχνολογίας LED. Διαθέτει μία από τις υψηλότερες φωτεινές αποδόσεις στον κόσμο, χρόνο απόκρισης χιλιοστού του δευτερολέπτου και προσφέρει υπέροχη εμφάνιση. Το μόνο μειονέκτημα για τους κατασκευαστές είναι το υψηλότερο κόστος σε σύγκριση με ένα αυτοκίνητο εξοπλισμένο με λαμπτήρες αλογόνου.

Με την εξάπλωση των LED και τις τεχνικές εξελίξεις, οι λαμπτήρες LED αυτοκινήτου έχουν κάνει ένα πραγματικό άλμα προς τα εμπρός. Δεν έχουν καμία σχέση με τους πρώτους λαμπτήρες LED που κυκλοφόρησαν στην αγορά! Θυμηθείτε τις πρώτες γενιές LED που πωλούνταν ως ανταλλακτικά. Αυτοί οι λαμπτήρες LED διέθεταν τσιπ COB (Chip on board), με υψηλή φωτεινή απόδοση (100 Lm/W). Ωστόσο, δεν παρείχαν καλό οδικό φωτισμό στη μεσαία ή τη μεγάλη σκάλα, επειδή το φως που εξέπεμπαν τα τσιπ COB είχε υπερβολικά ευρεία γωνία.

Οι περισσότεροι λαμπτήρες COB LED που πωλούνταν εκείνη την εποχή έκαναν τη ζωή πραγματικό μαρτύριο για όσους είχαν την ατυχία να συναντήσουν αυτοκίνητο εξοπλισμένο με αυτά τα LED. Η θάμβωση ήταν αναπόφευκτη, ακόμη και στη μεσαία σκάλα! Το φως ήταν τόσο διάχυτο και ασαφές, που μπορούσε να φωτίσει μια πολύ μεγάλη περιοχή μέχρι τις κορυφές των δέντρων, χωρίς ωστόσο να φωτίζει τις ουσιώδεις ζώνες. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα πολύ χαμηλή συγκέντρωση φωτός προς τον δρόμο, μειωμένη ορατότητα των εμποδίων, μικρότερη απόσταση φωτισμού και αδυναμία επιτυχίας στον τεχνικό έλεγχο. Αυτός ο μη ικανοποιητικός φωτισμός συνέβαλε σημαντικά στην κακή φήμη των LED δεύτερης τοποθέτησης στα πρώτα τους χρόνια.

Η τεχνολογία LED σήμερα

Σήμερα, ανάμεσα στα διαφορετικά φώτα αυτοκινήτου, οι προβολείς LED είναι εξαιρετικά υψηλής ποιότητας. Οι περισσότεροι είναι εξοπλισμένοι με τσιπ CSP High Power νέας γενιάς, τα περισσότερα από τα οποία ξεπερνούν τα 100 Lm/W και φτάνουν έως και τα 180 Lm/W. Η πιο αποδοτική τεχνολογία CSP είναι τύπου PIG (φωσφόρος μέσα στο γυαλί). Αποτελείται από εξαιρετικά ισχυρά και ακριβή μικροτσίπ LED, τοποθετημένα με ευτηκτική σύνδεση σε πλακέτα PCB πολύ υψηλής ποιότητας. Η περιορισμένη και απόλυτα καθορισμένη γωνία φωτισμού επιτρέπει την επίτευξη πολύ ακριβούς φωτισμού και εξαιρετικά υψηλής οπτικής πυκνότητας. Μια πραγματική επανάσταση στον κόσμο του φωτισμού αυτοκινήτων.

Ορισμένοι λαμπτήρες LED επιτυγχάνουν πολύ υψηλή φωτεινή ροή: έως και 7 500 ακαθάριστα lumen και 3 900 lumen μετρημένα σε πραγματικές συνθήκες, με κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας μόλις 45 watts, έναντι 2 200 πραγματικών lumen για έναν λαμπτήρα αλογόνου 100 W, ο οποίος καταναλώνει πολύ. Η φωτεινή ισχύς ενός ξένου 35 W είναι περίπου 3 000 πραγματικά lumen, ενώ ορισμένα σύγχρονα LED φτάνουν περίπου τα 5 000 πραγματικά lumen.

Η διαχείριση της θερμότητας, μια πραγματική πρόκληση

Η μεγαλύτερη πρόκληση με τους λαμπτήρες LED αυτοκινήτου είναι η διαχείριση της θερμότητας. Κατά τη λειτουργία, ένα τσιπ LED παράγει πολλή θερμότητα στον πυρήνα του. Ένα γνωστό φαινόμενο, που ονομάζεται «φαινόμενο Auger», διαχέει μέρος της ενέργειας με τη μορφή θερμότητας. Το φαινόμενο αυτό είναι ακόμη πιο έντονο στους λαμπτήρες LED υψηλής ισχύος. Για τον λόγο αυτό, οι ερευνητές αναπτύσσουν στο εργαστήριο πολλά συστήματα ψύξης ενσωματωμένα στους λαμπτήρες LED.

Υπάρχουν δύο τύποι ψύξης, ανάλογα με τη φωτεινή ισχύ του λαμπτήρα LED:

• Παθητική ψύξη, για LED χαμηλής ισχύος. Συνήθως χρησιμοποιούν σύστημα ψύξης που αποτελείται από πολλαπλά πτερύγια αλουμινίου ή πλέγματα χαλκού με πολύ λεπτή ύφανση.
• Ενεργή ψύξη, για LED πολύ υψηλής ισχύος, η οποία χρησιμοποιεί ανεμιστήρες σε συνδυασμό με συστήματα «Cooling Tube» με αγωγή υπεραγώγιμου υγρού.

Το κλειδί για τη μεγιστοποίηση της διάρκειας ζωής ενός LED συνδέεται άμεσα με την ικανότητά του να απομακρύνει τη θερμότητα. Η καλή ψύξη αυξάνει τη διάρκεια ζωής και τη φωτεινή ισχύ του LED. Είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι οι λαμπτήρες LED είναι οι πιο ανθεκτικοί. Η διάρκεια ζωής τους κυμαίνεται από 2 000 έως 5 000 ώρες. Αυτό αρκεί για να καλύψει ολόκληρη τη διάρκεια ζωής πολλών οχημάτων, πράγμα που σημαίνει ότι ίσως να μη χρειαστεί ποτέ να αντικαταστήσετε τους λαμπτήρες LED. Απαιτούν λιγότερη ενέργεια από τα συμβατικά συστήματα, γεγονός που καθιστά τη χρήση τους ελκυστική.

Αλογόνο, ξένο ή LED, τώρα γνωρίζετε όλα τα χαρακτηριστικά και τη διάρκεια ζωής των διαφορετικών φώτων αυτοκινήτου.