Ксенонова лампа являє собою газорозрядний прилад, колба якого заповнена парами ртуті, з додаванням суміші солей металів і інертних газів, один з яких - ксенон.
Чомусь за назвою саме цього газу HID-лампа і отримала своє "народна" назва.
Для підтримки потрібного режиму роботи лампи і для її пуску (пробою міжелектродного простору) застосовуються спеціальні блоки розпалювання (баласти). Блоки розпалювання, штатно встановлюються на автомобіль, являють собою складні електронні пристрої, побудовані на спеціалізованому процесорі, з енергонезалежною пам'яттю, в яку записується поточний режим роботи лампи, тобто якщо вимкнути фари, коли лампа розгорілася в повному обсязі, блок це врахує при наступному включенні, і режим розпалювання буде інший. Якщо лампи взагалі немає, блок не буде чекати, поки від високовольтного розряду розплавиться роз'єм, а піде на захист, тобто просто вимкнеться. Також він вимкнеться, якщо лампа прогоріла від старості до короткого замикання через металізації колби.
Блоки розпалювання зсередини.
Будь-яка ртутна лампа випромінює максимум світла в ультрафіолетовому діапазоні. Такі лампи в класичному вигляді Вам добре відомі за різними медичним закладам - там вони використовуються для дезінфекції. Для того, щоб змістити спектр випромінювання в видиму область, застосовуються різні присадки в робочий газ. Залежно від співвідношення цих добавок виходять різні відтінки ксенонового світла. Для їх позначення використовується так звана колірна температура, яка вимірюється в Кельвіна (скорочено К).
Ультрафіолетове випромінювання, яке згубно для відбивача і скла фари, відсікається зовнішньої колбою лампи Ксенону. Вона ж задає температурний режим лампи: з простору між цими колбами відкачано повітря, щоб зменшити теплопровідність. Температура основний, внутрішньої колби, виготовленої з тугоплавкого кварцового скла досягає декількох сотень градусів!
Газорозрядні освітлювальні прилади в порівнянні з лампами розжарювання мають більш високу питому світловіддачу. Це означає, що ксенонова лампа, споживаючи всього 35Вт електричної потужності (замість 55Вт у галогенки), дає майже втричі більше світла, ніж класична галогенова лампа. Спектр випромінюваного HID лампою світла містить менше інфрачервоного випромінювання, а значить, ксенон менше нагріває нутрощі фари.
Офіційно для автомобілів випускається декілька типів ксенонових ламп:
D2R - для рефлекторної оптики, з непрозорим напиленням на колбі, D2S - для линзованной.
Також зустрічаються лампи D1R і D1S, з Ігнітор на цоколі. Вони значно безпечніше D2 в плані високої напруги: воно є тільки всередині лампи. За низьковольтної частини підводиться напруга порядку кіловольта - вдарити може сильно, але не на смерть.
Нещодавно з'явився ще один тип ламп: D4. Це газорозрядна лампа, зовні дуже схожа на D2, але виготовлена вона без застосування ртуті (з екологічних міркувань). Для управління такою лампою застосовується спеціальний блок розпалу, на якому є позначка "D4S / D4R". З блоками, розрахованими під лампи D2 ці лампи не працюють, тому що мають інші вольт-амперні характеристики. Ксенонові комплекти під D4 встановлюються на Lexus і ще ряд сучасних автомобілів.
Все інше, що випускається в країнах Сходу під різні типи цоколів ніякого відношення до європейських специфікаціям не має, не дивлячись на запевнення продавців про те, що їх постачальник використовує лампи Philips, відрізаючи від них (!) Цоколь D2S, і переробляючи залишилася колбу під поширені формати цоколів. З цікавості порівняйте ціни на оригінальні лампи D2S (R) Philips, Osram з тим, що продається в більшості магазинів. Щось не віриться, що постачальники займаються подібною "благодійністю".
Найяскравіший ксенон має колірну температуру 4200-4300К. Це чисто білий колір світіння, всупереч розхожій думці, що ці лампи віддають жовтизною. Для порівняння, колірна температура галогенової лампи - 2800-3200К. З ростом температури кольору світловіддача HID лампи падає. Цей ефект посилюється ще і тим, що людське око сприймає яскравість джерел світла однакової інтенсивності, але з різним кольором по-різному. Ближче до ультрафіолету ми зовсім нічого не бачимо.
Все, що вище 5000К віддає вельми неприємною синявою, особливо на тлі включеного дальнього світла, адже на далекому залишаються звичайні галогенки, тому що ксенон туди не ставлять через тривалість розпалювання HID лампи, і різкого скорочення її терміну служби при постійних включених / вимкненнях.
Повірте, різкий колірний перехід з жовтизни в синяву на дорозі перед авто дуже напружує! Тобто ви бачите всі предмети на дорозі освітлені спочатку жовтуватим дальнім світлом, а потім всі ці предмети в міру наближення до них змінюють свій колір на синюватий. Неспроста на заводах BMW, Mercedes і ін. Ставлять в штатну ксенонову оптику тільки лампи з колірною температурою 4200К.
Основна перевага ксенонових фар - їх висока світловіддача. При правильно сфальцьованому світловому пучку з чіткою світлотіньовий кордоном з двох сходинок з'являється можливість підняти цю межу без ризику засліплення водіїв зустрічних авто. Тобто Ви їдете як би з дальнім світлом, але нікому при цьому не заважаєте, навіть навпаки, водії зустрічних авто в світі ваших фар бачать свою смугу дороги разом з узбіччям.
Найменше відхилення світлового пучка вгору призведе до їх засліплення, тому для ксенонових фар по ГОСТу обов'язковий автокорректор, який вирівнює светотеневую кордон в залежності від завантаження авто.
За європейськими стандартами, з яких частково списаний наш ГОСТ для ксенону обов'язковий ще й омивач фар, тому що незначне забруднення фари призводить до розсіювання пучка і знову ж таки, засліплення водіїв зустрічних авто. І взагалі, брудні фари, незалежно від того, що в них світить - галоген або ксенон однаково погано освітлюють дорожнє полотно.
Світлотіньову межа для ксенонових фар (тип DC, DCR) повинна мати ламаний правий ділянку (рис. Б), на відміну від похилої ділянки для галогенових фар (рис. А) - інакше при обгоні ви будете засліплювати водіїв попутних авто через їх дзеркала заднього виду .
HID лампи повинні встановлюватися виключно в лінзованной оптику! Навіть будучи встановленими штатно в рефлекторну оптику вони дуже сильно засліплюють зустрічних водіїв. Це відбувається через те, що поверхня відбивача не ідеально гладка, і частина світла відбивається не туди, куди потрібно - цього достатньо для засліплення. Погляньте на малюнок:
Зліва: так виглядає під великим збільшенням поверхню відбивача
Cправа - ідеальне дзеркало. Як і будь-який ідеал на практиці недосяжний
Згодом ситуація в таких фарах тільки погіршується - поверхня відбиває шару покривається сіткою мікротріщин.
Ми провели невеликий експеримент: встановили на столі два оптичних елементи: відбивач з лампою D2R від Toyota Avensis Verso, другий - біксенонова лінза Bosch (лампа D2S). Світлотіньові кордону обох оптичних елементів зведені в одну лінію, фотоапарат розміщується в п'яти метрах від столу.
Перше фото - об'єктив над світлотіньовий кордоном, тобто на місці очей водія зустрічного авто, друге фото - трохи нижче оптичної осі фар.
Лінзованной оптика має дуже різку светотеневую кордон, відбивач же починає зліпити вже в двох-трьох градусах вище оптичної осі. Напевно Вам не раз доводилося бачити на нічній трасі зустрічні автомобілі з таким світлом - ніби й світить куди треба, а все одно сліпить.
Є ще одна причина, по якій установка HID-ламп в звичайні фари протипоказана: форма світлового пучка. Звичайні галогенові фари (в т.ч. і багато лінзованной) мають в центрі пляма максимальної яскравості, і ореол навколо нього:
Коли HID-лампи встановлюються в таку оптику, в п'яти-семи метрах від авто на дорозі виходить яскрава пляма, за яким майже нічого не видно, тому що воно засліплює і самого автовласника. Тобто виходить той же неякісний світло, тільки з удвічі більшою яскравістю. Щоб краще бачити вдалину, фари злегка піднімають, і виходить типовий "колгоспний ксенон" без чіткої світлотіньової межі, сліпучий зустрічних водіїв:
Ксенонові лінзи мають сильно витягнуте в горизонтальній площині пляма максимальної яскравості, і ореол з поступово спадає яскравістю:
Коли таке світло "розкладається" по дорозі, простір перед автомобілем виявляється залитим рівномірним яскравим світлом, в якому прекрасно видно і своя і зустрічна узбіччя, і все, що робиться в 50-70 метрах попереду авто. Ключовий момент - рівномірність світла: тобто освітленість що перед машиною, що далеко на кордоні світла практично однакова:
Тільки за рахунок цього досягається безпеку і комфорт при нічній їзді. Найменше відхилення світлового пучка вгору - і зустрічний водій отримує сильне осліплення. З таким же успіхом можна спостерігати роботу електрозварника в темний час доби.
Тому коректор, хоча б ручної для ксенону обов'язковий!
Навіть з правильними лампами 4200К залишається ефект стрибкоподібного зміни кольору світлового плями на дорозі від далекого до ближнього світла. Для того, щоб його виключити і поліпшити освітлення дороги при включеному дальньому світлі застосовують біксеновие фари:
У заводських фарах установлюються біксенонові модулі двох типів: з падаючої або зі зрушується шторкою:
У режимі ближнього світла шторка відсікає частину світлового потоку, формуючи правильну светотеневую кордон, при включеному дальньому світлі шторка опускається (або відхиляється в сторону лінзи - в залежності від конструкції), і світло лампи Ксенону складається з добре сфокусованим плямою дальнього світла, забезпечуючи хорошу видимість на великі відстані:
Так це виглядає на стіні (секція галогенового дальнього світла відключена):
Всі "кришталеві" фари сучасних автомобілів мають відбивачі, форма яких розраховується з допомогою комп'ютерного моделювання. Якщо такі фари спочатку розраховуються під установку галогенової лампи, то при установці в них ксенонових ламп отримуємо класичний "колгоспний ксенон". Діаметр дуги в HID лампи більше діаметра нитки галогенової лампи, тому такі фари будуть світити на всі боки без чіткої світлотіньової межі.
Те, що зазвичай продається під назвою "біксенон" є різновидом колгоспного ксенону, причому, самої збоченій його формою. Через ненадійність конструкції з рухається лампою, яку застосовували раніше, тепер пропонуються набори "біксенона" Н4 з додатковою галогеновой лампою, покликаної забезпечити дальнє світло:
Однак, вона зміщена від розрахункового положення тіла розжарення більше ніж на сантиметр. Купуючи таку саморобку, можете бути сміливо впевнені в тому, що Ваші фари будуть світити в різні боки, засліплюючи зустрічних, поки який-небудь далекобійник, втомлений від такого кінця світу не викинуть у вікно гранований стакан або жменю гайок.
Ще одна серйозна причина не встановлювати біксенон з рухається лампою: механізм лампи змазаний констітентной мастилом, яка від нагрівання починає випаровуватися, осідаючи всередині фари на відбивачі і склі, що різко знижує світловий потік. Це можна усунути тільки при розтині фари. Так що спробувавши такої "нове світло" можна потрапити на заміну фари.
Китайсько-корейські блоки розпалювання є звичайним електронний баласт, на зразок тих, що ставляться в енергозберігаючі лампи зі стандартним цоколем Е27, як у Вас в люстрі будинку. Ніяких захистів в них не передбачено.
Тому іноді з такими блоками ксенонові лампи вибухають
Встановлюючи ксенон - пам'ятайте про те, що неправильно налаштовані фари з газорозрядним джерелом світла дуже небезпечні на нічній дорозі: засліпленим водієм зустрічного авто може виявитися новачок, який замість того, щоб включити аварійку і зупинитися, як того вимагають ПДР, не знижуючи швидкості вийде Вам в лобову.