Charakterystyka i żywotność różnych świateł samochodowych

Znajomość żywotności różnych świateł samochodowych pozwala przewidzieć wymianę tego elementu. Zapewnia to kierowcy większe bezpieczeństwo, zwłaszcza gdy porusza się nocą. Należy pamiętać, że ta żywotność nie jest taka sama dla wszystkich typów żarówek. Różni się w zależności od technologii, warunków, częstotliwości, czasu użytkowania i jakości wykonania. Będziesz więc musiał wybrać najbardziej odpowiednią technologię żarówki spośród wielu modeli żarówek halogenowych, ksenonowych lub LED. Oto, co warto wiedzieć.

Żarówki halogenowe

Reflektory halogenowe to tradycyjne żarówki żarowe. To najstarszy model i najpopularniejszy. Działają jak te używane w domach, wykorzystując żarnik do wytwarzania światła.

Żarówka halogenowa składa się ze szklanej kapsuły. Wewnątrz gaz zwany „ halogenem ” pozwala jednocześnie zwiększyć temperaturę wewnętrzną i uzyskać wiązanie chemiczne z wolframem, aby uzyskać jaśniejsze światło. W sercu żarówki znajduje się prostoliniowy żarnik wolframowy złożony z kilku zwojów ułożonych na określonej długości i średnicy w zależności od żywotności i mocy żarówki : 35w, 55w, 60w, 65w, 100w, itd… Pod napięciem spiralny żarnik będzie stawiał duży opór prądowi elektrycznemu, co spowoduje nagrzewanie i stopienie żarnika. Opary wolframu w połączeniu z gazem halogenowym wytworzą w ten sposób bardzo silne światło.

Zwykła żarówka żarowa to technologia, która ma tendencję do zanikania w przemyśle motoryzacyjnym. Rzeczywiście, żarnik wytwarza około 90 % straconego ciepła i tylko 10 % światła. Technologia halogenowa ponosi duże straty energii z powodu czerwonych i podczerwonych fal elektromagnetycznych. Zjawisko to jest przyczyną jej wysokiego zużycia energii elektrycznej i krótkiej żywotności. Te tradycyjne żarówki z żarnikiem mają żywotność, która wynosi od 200 do 600 godzin. Należy pamiętać, że żarówki halogenowe są również bardzo kruche i źle znoszą wstrząsy oraz wibracje.

Żarówki ksenonowe

Wśród różnych świateł samochodowych żarówki ksenonowe są najczęściej stosowane w pojazdach z wyższej półki. W przeciwieństwie do żarówek halogenowych, żarówki ksenonowe nie mają żarnika. Używają gazu ksenonowego zamiast gazu halogenowego, takiego jak jod czy brom. Ksenon jest bardzo rzadkim gazem na Ziemi, z rodziny gazów szlachetnych, obojętnym w większości reakcji chemicznych.

Żarówka ksenonowa lub wyładowcza ma złożone działanie i nie może działać bez elektronicznego modułu sterującego zwanego „ balastem ”. Wyposażony w system bezpieczeństwa, pełni rolę wzmacniającego „ startera ” oraz elektronicznego regulatora. Przy zapłonie żarówki balast generuje wyładowanie elektryczne o wartości około 25 000 voltów i przykłada je między dwiema elektrodami. Powstaje łuk elektryczny, który zapala gaz ksenonowy zamknięty w małej szklanej bańce, co nadaje mu tę szczególną, lekko niebieskawą barwę światła. Utrzymuje się prąd 85V, aby zachować łuk elektryczny o z góry określonej mocy. W ten sposób można manipulować mocą, aby uzyskać światło mniej lub bardziej białe z lekką niebieskawą, a nawet fioletową poświatą, w zależności od mocy przyłożonego prądu.

To wyjaśnia naturalne zabarwienie reflektorów ksenonowych, ponieważ emitują one światło o barwie niebieskiej, w przeciwieństwie do żarówek halogenowych, które emitują barwę raczej żółtą, a w ich przypadku biała/niebieskawa barwa światła jest uzyskiwana za pomocą kolorowego filtra wbudowanego fabrycznie wokół żarówki.

Podsumowując, żarówki ksenonowe to złożona technologia, ale były prawdziwą rewolucją w swoim czasie, zarówno pod względem wydajności energetycznej, mocy, jak i barwy światła. Ich odcień jest bliższy światłu dziennemu niż w przypadku żarówki halogenowej. Żarówka ksenonowa nie traci energii na rozgrzewanie wolframowego żarnika, tworzy jedynie łuk elektryczny, aby zapalić gaz ksenonowy, co wymaga mniejszego zużycia energii elektrycznej. Reflektory ksenonowe działają więc dłużej niż żarówki wolframowo-halogenowe, czyli około 1000 do 2500 godzin dla ksenonu i tylko 200 do 600 godzin dla żarówki halogenowej.

Główną zaletą ksenonu jest jego intensywność świetlna, z 3000 lumenów i minimalnym zużyciem energii elektrycznej 35W w porównaniu do zaledwie 1500 lumenów w żarówce halogenowej i zużycia 55 watów. Technologia ksenonowa zapewnia kierowcy lepszą widoczność i wyraźniejszą wiązkę światła. Należy pamiętać, że reflektory ksenonowe mają co prawda dobrą wydajność energetyczną, ale ponoszą duże straty elektromagnetyczne, szczególnie w zakresie fioletu i ultrafioletu.

Różne światła samochodowe: żarówki LED

LED to skrót od angielskiego słowa : Light-emitting diode, czyli po francusku diode électroluminescente. Żarówka LED to układ optoelektroniczny, który emituje światło, gdy przepływa przez niego prąd elektryczny. Przekształca energię elektryczną w światło o precyzyjnym promieniowaniu chromatycznym. W przeciwieństwie do ksenonu i halogenu, wszystkie fale magnetyczne emitowane przez LED mieszczą się w spektrum widzialnym dla ludzkiego oka.

Pochodzenie reflektorów LED

Początkowo reflektory w technologii LED były zarezerwowane dla samochodów hiper sportowych i ultra luksusowych : Audi, Lexus, itd. Czasami były używane wyłącznie do świateł do jazdy dziennej, kierunkowskazów, świateł cofania i świateł stop. Jednak od 2020 roku są one coraz częściej stosowane w pojazdach tzw. „ standardowych ”. Coraz więcej pojazdów oferuje opcję full LED, czyli z całym samochodem w LED. Zjawisko zrozumiałe, biorąc pod uwagę potencjał technologii LED. Ma ona jedną z najwyższych wydajności świetlnych na Ziemi, reakcję w tysięcznej części sekundy i oferuje wspaniały wygląd. Jedyny problem dla producentów: koszt jest wyższy w porównaniu z samochodem wyposażonym w żarówki halogenowe.

Od czasu upowszechnienia LED i postępu technicznego, żarówki LED do samochodu dokonały prawdziwego skoku gigantycznego. Nie ma to nic wspólnego z pierwszymi żarówkami LED wprowadzonymi na rynek! Pamiętajcie o pierwszych generacjach LED, sprzedawanych jako zamienniki. Te żarówki LED były wyposażone w chipy COB (Chip on board) o wysokiej wydajności świetlnej (100 Lm/W). Niemniej jednak nie zapewniały dobrego oświetlenia drogi przy użyciu świateł mijania lub drogowych, ponieważ światło wychodzące z chipów COB miało zbyt duży kąt.

Większość LED COB sprzedawanych w tamtym czasie była prawdziwą udręką dla tych, którzy mieli pecha minąć samochód wyposażony w te LED. Oślepianie było nieuniknione nawet na światłach mijania! Światło było tak rozproszone i nieprecyzyjne, że mogło oświetlać bardzo szeroki obszar aż po czubki drzew, nie rozświetlając przy tym kluczowych stref. Skutkowało to bardzo niską koncentracją światła skierowanego na drogę, gorszą widocznością przeszkód i krótszym oświetlonym dystansem, a także niemożnością przejścia przeglądu technicznego. Niezadowalające oświetlenie, które w dużym stopniu przyczyniło się do złej reputacji LED jako zamienników na początku.

Technologia LED dzisiaj

Obecnie, wśród różnych świateł samochodowych, reflektory LED są bardzo wysokiej jakości. Są w większości wyposażone w chipy CSP High Power nowej generacji, z których większość przekracza barierę 100 Lm/W, osiągając nawet 180 Lm/W. Najbardziej wydajna technologia CSP jest typu PIG (fosfor w szkle). Składa się z mini chipów LED ultra mocnych i precyzyjnych, umieszczonych w połączeniu eutektycznym na płytce PCB bardzo wysokiej jakości. Zmniejszony i idealnie zdefiniowany kąt świecenia pozwala uzyskać bardzo precyzyjne oświetlenie i ultra wysoką gęstość optyczną. Prawdziwa rewolucja w świecie oświetlenia samochodowego.

Niektóre żarówki LED uzyskują bardzo wysoki strumień świetlny : do 7500 lumenów brutto i 3900 lumenów zmierzonych realnie przy zaledwie 45 watach zużycia energii elektrycznej, w porównaniu do 2200 lumenów realnych dla żarówki halogenowej 100W o wysokim zużyciu. Moc świetlna ksenonu 35W wynosi około 3000 lumenów realnych, a niektóre obecne LED osiągają około 5000 lumenów realnych.

Zarządzanie ciepłem, prawdziwe wyzwanie

Największym wyzwaniem w przypadku żarówek LED do samochodu jest zarządzanie ciepłem. Podczas pracy chip LED wydziela dużo ciepła w rdzeniu. Dobrze znane zjawisko, zwane „ efektem Augera ”, rozprasza część energii w postaci ciepła. W przypadku żarówek LED o dużej mocy zjawisko to jest tym bardziej prawdziwe i nasilone. Dlatego w laboratorium badacze opracowują liczne systemy chłodzenia wbudowane w żarówki LED.

Istnieją dwa rodzaje chłodzenia w zależności od mocy świetlnej żarówki LED :

• Pasywne dla LED o niskiej mocy. Najczęściej stosują chłodzenie złożone z wielu aluminiowych żeberek lub jeszcze miedzianych plecionek wykonanych z bardzo drobnej siatki.
• Aktywne, przeznaczone dla LED dostarczających bardzo dużą moc, z wykorzystaniem wentylatorów połączonych z systemami „ Cooling Tube ” z przewodzeniem cieczy nadprzewodzącej.

Absolutnym kluczem do maksymalizacji żywotności LED jest bezpośrednio związany z jej zdolnością do odprowadzania ciepła. Dobre chłodzenie LED zwiększa żywotność i moc świetlną. Ważne jest, aby podkreślić, że żarówki LED są najbardziej trwałymi żarówkami. Żywotność żarówki LED wynosi od 2000 do 5000 godzin. To wystarcza, aby pokryć cały okres eksploatacji wielu pojazdów, co oznacza, że być może nigdy nie będziesz musiał wymieniać żarówek LED. Wymaga mniej energii niż systemy konwencjonalne, co czyni jej użycie atrakcyjnym.

Halogen, ksenon lub LED, znasz już wszystkie cechy i żywotność różnych świateł samochodowych.