Еволюція автомобільних фар - від галогену до лазера

Сучасні пристрої, які сьогодні сприймаються як звичайні, колись були справжнім технологічним проривом. І це повною мірою стосується автомобільних фар. Перші «саморушні візки» їх зовсім не мали, тому пересувалися виключно при світлі дня. У перших автомобілях використовувалися гасові, масляні, а трохи пізніше - ацетиленові лампи. Однак ми не будемо зупинятися на всій історії автомобільних фар, а зосередимося на основних конфігураціях і розглянемо, як розвивалося автомобільне світло від галогенок до сучасних лазерних ламп.

Галогенні фари

Перші електричні лампочки з'явилися в середині 1910-х років минулого століття тільки на автомобілях преміум-класу, а масово стали встановлюватися лише в 20-х роках. А галогенні лампи були вперше представлені Hella в 1962 році. У порівнянні зі звичайними лампами вони мали компактний розмір, знижене тепловиділення, в 1,5 рази кращу світловіддачу і в 2 рази більш тривалий термін служби.

Галогенні лампи складаються з стійкої до високих температур скляної колби, в якій знаходиться тонка нитка з вольфраму, оточена комбінацією газів групи галогенів (зазвичай це аргон і азот). При подачі напруги на нитку розжарення, вона починає світитися, а вольфрам з нитки випаровується. Газ галоген дозволяє ниткам напруження розігріватися приблизно до 2500°С, завдяки чому вони випромінюють яскравий світловий потік. Згодом вольфрам повністю випаровується, що викликає розрив нитки напруження. Середній термін служби галогенної автолампи становить 1000 годин.

Але головною проблемою галогенних ламп є те, що при генерації світла лампа виділяє велику кількість тепла, і воно є втраченою енергією. Тому за енергоефективністю такі лампи коштують найнижче.

Ксенонові лампи

Ксенонові лампи були розроблені в 40-х роках минулого століття і були представлені в 1951 році німецьким виробником освітлювальних приладів Osram. В якості автомобільного світла ксенонові фари були вперше встановлені в BMW 7 серії 1991 року випуску.

У ксенонових лампах замість металевої нитки напруження використовуються вольфрамові електроди, а в якості газу використовується ксенон. Процес запалювання ксенонових ламп відбувається в кілька етапів:

• На етапі запалювання електричний імпульс викликає іскру, яка іонізує ксенон і створює заряд між електродами. Електрика нагріває газ ксенон, що знаходиться всередині колби, внаслідок чого він розщеплюється на дрібні частинки. Цей процес називається іонізація.

• Температура всередині лампи швидко підвищується, що викликає випаровування металів і знижує опір між електродами. В процесі нагрівання електроди також виділяють тепло, що створює світло.

• Баласт перемикається на безперервний режим роботи і починає забезпечувати лампу постійною кількістю енергії, тому створена між електродами дуга не мерехтить.

Варто зазначити, що для початку роботи ксенонові лампи споживають більше енергії, ніж галогенки, але після досягнення потрібної температури вони споживають енергії менше, забезпечуючи при цьому більш яскравий світловий потік. Яскравість світла ксенону перевершує галогенні лампи більш ніж в 2 рази, що забезпечує кращу видимість для водія. Крім цього, ксенонові лампи більш довговічні: середній термін служби ксенону становить 2000-2500 годин.

Ксенонові лампи можна встановити тільки на один режим головного світла, але більшість водіїв вважають за краще поставити біксенон. Це лампи, в конструкції яких передбачена рухлива колба і шторка всередині відбивача, за допомогою якої світловий промінь перенаправляється в режим ближнього або дальнього світла.

Природно, що ксенонові автолампи коштують дорожче галогенних. Також для їх установки потрібний спеціальний пристрій - баласт. Це конденсатор, який створює і регулює високу напругу, необхідну для роботи ксенонових ламп. Щоб лампи досягли повної яскравості, їм потрібен якийсь час. При роботі ксенон створює відблиски, що створює проблеми для водіїв зустрічного транспорту.

Світлодіодні лампи

Перші світлодіоди з'явилися в 1962 році, але тільки в 1993 році вони стали встановлюватися в задні ліхтарі автомобілів. А в фарах головного світла вони стали використовуватися тільки в першому десятилітті 21 століття.

У світлодіодних лампах джерелом світла служить діод – подвійне напівпровідникове джерело світла. Коли на діод надходить напруга, електрони рекомбінують з електронними «дірками» всередині напівпровідника, вивільняючи енергію у вигляді фотонів - найдрібніших часток світла. Цей процес називається електролюмінесценція. Процес виділення фотонів відбувається тисячі разів в секунду, що забезпечує безперервний яскравий світловий потік.

Незважаючи на те, що світлодіоди не випромінюють стільки тепла, як галоген або ксенон, деяка кількість тепла створюється в нижній частині діода, а саме на мікросхемі. Тому світлодіодним автолампам головного світла необхідні системи охолодження: радіатори або вентилятори. Складніше проектування лед-ламп позначається на вартості, що в повній мірі виправдано їх численними плюсами. Головною перевагою світлодіодних автоламп є те, що для роботи їм необхідна дуже мала потужність в порівнянні з галогеном або ксеноном.

Ефективність світлодіодів на 90% вище, ніж у ламп розжарювання. При цьому діоди створюють більш яскравий і краще сфокусований світловий пучок високої дальності, що забезпечує кращу освітленість дорожнього полотна без засвітів і темних плям. Також світлодіоди служать значно довше ксенону: різні лед-чіпи служать від 10000 і понад 50000 годин.

Лазерні лампи

Перші лазерні автомобільні фари були встановлені на дуже дорогі марки BMW і Audi в 2014 році. Сьогодні лазерна технологія є найбільш прогресивною і забезпечує в 1000 разів більш яскраве світло, ніж світлодіоди. При цьому дальність лазерного променя може досягати 3000 м. Поки це можна вважати мінусом, але лазер використовується тільки в якості дальнього світла.

Якщо в звичайних bi-led лінзах використовуються кілька світлодіодів, відповідальних за ближнє і дальнє світло, в модулях bi-led + laser на додаток до світлодіода дальнього світла доданий лазерний діод. Завдяки цьому збільшується дальність світлового променя і поліпшується його фокусування, що забезпечує відмінну видимість дорожнього полотна в темний час доби.

Можна переобладнати головне світло на більш сучасне

Багато старих автомобілів не оснащені останніми досягненнями в області автомобільного освітлення. Однак ви завжди маєте можливість замінити галоген на ксенон або світлодіодні фари, а також ксенон на лед-лампи. Якщо хочете поліпшити видимість дорожньої ситуації і підвищити безпеку водіння, є безліч варіантів поліпшити головне світло вашого авто.

В інтернет-магазині компанії Smart Power Ukraine є багато готових рішень для переобладнання галогенних або ксенонових фар. Багато моделей автоламп і бі-лінз передбачені для конкретних марок авто, але більшість підходять практично всім маркам автомобілів. Більшість представлених комплектів легко встановлюються в штатні посадочні місця, інші можуть бути встановлені за допомогою відповідних перехідних рамок.