Эволюция автомобильных фар – от галогена до лазера

Современные устройства, которые сегодня воспринимаются как обычные, когда-то были настоящим технологическим прорывом. И это в полной мере касается автомобильных фар. Первые «самодвижущиеся повозки» их вовсе не имели, поэтому передвигались исключительно при свете дня. В первых автомобилях использовались керосиновые, масляные, а чуть позже – ацетиленовые лампы. Однако мы не будем останавливаться на всей истории автомобильных фар, а сосредоточимся на основных конфигурациях и рассмотрим, как развивался автомобильный свет от галогенок до современных лазерных ламп.

Галогенные фары

Первые электрические лампочки появились в середине 1910-х годов прошлого века только на автомобилях премиум-класса, а массово стали устанавливаться лишь в 20-х годах. А галогенные лампы были впервые представлены Hella в 1962 году. По сравнению с обычными лампами они имели более компактный размер, сниженное тепловыделение, в 1,5 раза лучшую светоотдачу и в 2 раза более длительный срок службы.  

Галогенная лампа состоит из устойчивой к высоким температурам стеклянной колбы, в которой находится тонкая вольфрамовая нить, окруженная комбинацией газов группы галогенов (обычно это аргон и азот). При подаче напряжения на нить накала, она начинает светиться, а вольфрам с нити испаряется. Газ галоген позволяет нити накала разогреваться примерно до 2500⁰С, благодаря чему она излучает яркий световой поток. Со временем вольфрам полностью испаряется, что вызывает разрыв нити накала. Средний срок службы галогенной автолампы составляет 1000 часов.

Но главной проблемой галогенных ламп является то, что при генерации света лампа выделяет большое количество тепла, и оно является потерянной энергией. Поэтому по энергоэффективности такие лампы стоят на самой низкой ступени.

Ксеноновые лампы

Ксеноновые лампы были разработаны в 40-х годах прошлого века и были представлены в 1951 году немецким производителем осветительных приборов Osram. В качестве автомобильного света ксеноновые фары были впервые установлены в BMW 7 серии 1991 года выпуска.

В ксеноновых лампах вместо металлической нити накала используются вольфрамовые электроды, а в качестве газа используется ксенон. Процесс зажигания ксеноновых ламп происходит в несколько этапов:

• На этапе зажигания электрический импульс вызывает искру, которая ионизирует ксенон и создает заряд между электродами. Электричество нагревает находящийся внутри колбы газ ксенон, вследствие чего он расщепляется на мелкие частицы. Этот процесс называется ионизация.
• Температура внутри лампы быстро повышается, что вызывает испарение металлов и снижает сопротивление между электродами. В процессе нагрева электроды также выделяют тепло, создающее свет.
• Балласт переключается на непрерывный режим работы и начинает обеспечивать лампу постоянным количеством энергии, поэтому созданная между электродами дуга не мерцает.

Стоит отметить, что для начала работы ксеноновые лампы потребляют больше энергии, чем галогенки, но после достижения нужной температуры они потребляют энергии меньше, обеспечивая при этом более яркий световой поток. Яркость света ксенона превосходит галогенные лампы более чем в 2 раза, что обеспечивает лучшую видимость для водителя. Кроме этого, ксеноновые лампы более долговечны: средний срок службы ксенона составляет 2000-2500 часов.

Ксеноновые лампы можно установить только на один режим головного света, но большинство водителей предпочитают поставить биксенон. Это лампы, в конструкции которых предусмотрена подвижная колба и шторка внутри отражателя, с помощью которой световой луч перенаправляется в режим ближнего или дальнего света.

Естественно, что ксеноновые автолампы стоят дороже галогенных. Также для их установки требуется специальное устройство – балласт. Это конденсатор, создающий и регулирующий высокое напряжение, необходимое для работы ксеноновых ламп. Чтобы лампы достигли полной яркости, им требуется некоторое время. При работе ксенон создает блики, что создает проблемы для водителей встречного транспорта.

Светодиодные лампы

Первые светодиоды появились в 1962 году, но только в 1993 году они стали устанавливаться в задние фонари автомобилей. А в фарах головного света они стали использоваться только в первом десятилетии 21 века.

В светодиодных лампах источником света служит диод – двухпроводной полупроводниковый источник света. Когда на выводы диода поступает напряжение, электроны рекомбинируют с электронными «дырками» внутри полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов – мельчайших долей света. Этот процесс называется электролюминесценцией. Процесс выделения фотонов происходит тысячи раз в секунду, что обеспечивает непрерывный яркий световой поток.

Несмотря на то, что светодиоды не излучают столько тепла, как галоген или ксенон, некоторое количество тепла создается в нижней части диода, а именно на микросхеме. Поэтому светодиодным автолампам головного света необходимы системы охлаждения: радиаторы или вентиляторы. Более сложная проектировка лед-ламп сказывается на стоимости, что в полной мере оправдано их многочисленными плюсами.

Главным преимуществом светодиодных автоламп является то, что для работы им необходима очень малая мощность по сравнению с галогеном или ксеноном. Эффективность светодиодов на 90% выше, чем у ламп накаливания. При этом диоды создают более яркий и лучше сфокусированный световой пучок высокой дальности, что обеспечивает лучшую освещенность дорожного полотна без засветов и темных пятен. Также светодиоды служат значительно дольше ксенона: различные лед-чипы служат от 10000 и свыше 50000 часов.

Лазерные лампы

Первые лазерные автомобильные фары были установлены на очень дорогие авто марок BMW и Audi в 2014 году. Сегодня лазерная технология является самой прогрессивной и обеспечивает в 1000 раз более яркий свет, чем светодиоды. При этом дальность лазерного луча может достигать 3000 м.

Пока это можно считать минусом, но лазер используется только в качестве дальнего света. Если в обычных bi-led линзах используются несколько светодиодов, отвечающих за ближний и дальний свет, в модулях bi-led+laser в дополнение к светодиоду дальнего света добавлен лазерный диод. Благодаря этому увеличивается дальность светового луча и улучшается его фокусировка, что обеспечивает отличную видимость дорожного полотна в темное время суток.

Можно переоборудовать головной свет на более современный

Многие являются владельцами старых автомобилей, которые не оснащены последними достижениями в области автомобильного освещения. Однако вы всегда имеете возможность заменить галоген на ксенон или светодиодные фары, а также ксенон на лед-лампы. Если вы хотите улучшить видимость дорожной ситуации и повысить безопасность вождения, есть множество вариантов улучшить головной свет вашего авто. В интернет-магазине компании Smart Power Ukraine есть много готовых решений для переоборудования галогенных или ксеноновых фар. Многие модели автоламп и би-линз предусмотрены для конкретных марок авто, но большинство подходят практически всем маркам автомобилей. Большинство представленных комплектов легко устанавливаются в штатные посадочные места, другие могут быть установлены с помощью соответствующих переходных рамок.