Преимущества и недостатки светодиодных, галогеновых и ксеноновых фар

Светотехника автомобиля насчитывает массу видов лампочек, и у каждой свои функции и предназначение. Лампы освещают салон, подсвечивают бардачок, багажник, мотор, габариты предупреждают о предстоящих маневрах автомобиля, некоторые используют как сигнальные лампы, но есть самые важные – для освещения дороги – фары. Фара – это часть автомобиля, без которой движение в тёмное время суток практически невозможно. От этого устройства зависят безопасность водителя, целостность машины, а также сохранение здоровья или жизни пешехода. Стоит ли говорить о том, что качество дорожного полотна оставляет желать лучшего: огромные ямы ближе к краю или множество небольших ямок посреди дороги – и то и другое в любом случае убивает ходовую, колёса, амортизаторы. А потому следует тщательно выбирать, какой вид ламп ставить в фары: галоген, ксенон или светодиод, и что лучше подойдёт к конкретным условиям эксплуатации автомобиля.

Сравнение разных типов фар.

Устройство ламп

Любое транспортное средство оборудовано фарами. В зависимости от габаритов количество фар может быть разным:

• одна (для мототехники);
• две (для легковушек, малогабаритных авто);
• три и больше (для огромных фур, строительной техники, машин специального назначения).

Конструкция фары в принципе одинакова для любого вида транспорта, но не так уж проста, как сразу можно подумать. Автомобильные фары располагаются по краям горизонтальной оси машины. Состоит фара из четырёх частей: излучатель, отражатель, рассеиватель, корпус. Излучатель света – это лампа, которая стоит в фаре, она является единственным источником света, и без неё фара не работает. В зависимости от основного материала, из которого она изготовлена, есть несколько видов таких ламп:

• лампа накаливания;
• галогенная;
• ксеноновая;
• светодиодная.

Далее идёт отражатель. Он отражает свет, который излучает лампа. Отражатель бывает разных форм и имеет множество вариаций. Всё зависит от дизайна автомобиля, стиля, в котором выполнена передняя часть, месторасположения фары, но чаще всего отражатель конусовидной формы. Выполнен из стекла, пластмассы, другого полимерного материала, на котором есть тонкий слой алюминиевого напыления. Свет, попадая на такое напыление, отражается множеством лучей, усиливая его яркость. Отражатели могут быть как самыми простыми, так и со сложной специфической корректировкой. Простые конусы (параболические) только отражают лучи в разные стороны, их нельзя корректировать по яркости, интенсивности, направлению.

Чуть более сложные отражатели (свободной формы) тоже статичны в этом плане, но благодаря разделению на несколько зон и ступенчатой конструкции свет отражается отдельными пучками, а потому становится более отчётливым, при рассеивании не так сильно теряет светопоток, меньше слепит попутные машины. Есть также линзовые фары. Их светоотражатели имеют специфическую эллиптическую форму и дополнительно оборудованы шторкой, которая отсекает поток света. То есть, свет в самой конструкции фары отражается несколько раз, прежде чем попасть на рассеиватель, а затем на дорогу.

Роль рассеивателя тоже велика. Обычно он выполнен из стекла или полимера, по виду и характеристикам похожего на него. Защищает фару от возможных внешних повреждений, рассеивает свет и направляет его в нужную точку. На рассеивателе бывают засечки или углубления, посредством которых можно получить нужный угол освещения. Такие рассеиватели сейчас используются не так часто. Более популярны простые рассеиватели без оптических дополнений, из обычного пластика. Они не направляют свет, а просто выполняют основную функцию защиты от загрязнений, воды, механических внешних повреждений.

Принцип функционирования галогеновой подсветки

Галогенный источник света работает по принципу лампы накаливания. Внутри неё находятся вольфрамная нить, которую нагревает электричество, а также пары галогенных элементов (чаще всего это бром или йод). Под воздействием этих паров атомы вольфрама не так быстро оседают, как в лампе накаливания, начинают двигаться вокруг нити и чаще к ней прилипать. Свет от такой лампы имеет желтоватый оттенок. Она хорошо работает на переменном и постоянном токе.

Ксеноновые источники света

Ксеноновые источники света отличаются от галогенных оттенком цвета, а также имеют различия в сроках эксплуатации. Велика разница и в принципе работы – в ксеноновой лампе тоже катализатором выступает вольфрам, но к нему добавлен торий, а всё пространство заполнено ксеноном. Под действием электричества в ксеноновой лампе возникает дуга плазмы возле катода. Такая лампа источает яркий белый свет, который максимально приближен к дневному свету – 3000 люменов.

Бывают короткодуговые, длиннодуговые (трубчатые), керамические ксеноны. Соответственно, лампы с короткой дугой, где электроды расположены близко друг к другу, а колба похожа на шар, лампы с длинной дугой, где электроды находятся на расстоянии в колбе, которая больше похожа на трубку, керамические лампы тоже с короткой дугой, но в керамической оболочке, а потому безопасны и при установке не требуют корректировки. Впервые такие лампы начали использовать в немецком автопроме.

Светодиодная подсветка автомобиля

Светодиоды стали очень популярными в последнее время. Это полупроводник, который создаёт оптическое излучение, когда через него проходит электричество. Кристалл светодиода излучает конкретный цвет светового потока. Принцип работы такой лампы предусматривает пропуск тока через специальный переход, где носители заряда исчезают, а затем заменяются излучением фотонов. То есть электроны переходят с одного уровня на другой. Светодиод подключают непосредственно к источнику тока, а к источнику напряжения подключают через резистор. Стоит отметить, что они не нагреваются, а просто источают свет. Устройство и принцип работы активно совершенствуются в последнее время, как технология квантовых точек и фотонных кристаллов.

Сравнение ламп

Все виды ламп для фар пользуются спросом. Основными показателями для сравнения являются срок службы, световой поток, обслуживание, стоимость, условия эксплуатации. Некоторые автолюбители устраивают целые тест-драйвы для разных типов фар при разных условиях. Информацию о таких тестах можно легко найти в сети. Причём такие тесты обычно имеют очень широкий диапазон в плане различных условий освещения, сезона, качества дороги. Учитывается также, насколько сильно дрожат границы света при проезде неровностей, насколько быстро происходит переключение с дальнего на ближний свет, какого максимального расстояния достигает световое излучение.

Преимущества и недостатки галогенных ламп

Трудно сказать какие лампы лучше освещают дорогу, да и вообще выполняют возложенную на них функцию. Сама лампа может быть достаточно хорошей по всем параметрам, но устройство фары нивелирует её достоинства, если выбрать неправильно. Галогенки – самые распространённые источники света для фар, ведь их стали использовать раньше остальных. По сути, они являются усовершенствованными лампами накаливания.

Использование таких ламп для авто имеет несколько достоинств:

1. Они недорогие. Из всех возможных вариантов галогеновые лампы будут самым дешёвым выбором.
2. Их легко заменить. Устройство лампы не несёт в себе особенной опасности, не требует специальных условий для замены.
3. Они могут быть очень компактными. Если объём колбы маленький, это увеличивает давление, тем самым уменьшая скорость испарения нити.
4. Лампы нормально реагируют на перемену тока. Могут работать при переменном или постоянном токе, не теряя своей эффективности.

К недостаткам галогеновых ламп можно отнести короткий срок эксплуатации – до 1000 часов, в этом у них выигрывают как диоды, так и ксеноновые фары. Это происходит из-за того, что возврат атомов вольфрама на спираль происходит неравномерно и часто зависит от температуры нагрева, таким образом, спираль неизбежно разрушается. Не очень хорошо и то, что оптика сильно нагревается, транслирует недостаточно яркий свет, а потому не так эффективно освещает дорогу.

Плюсы и минусы светодиодных моделей

В головном освещении лампы ЛЕД стали использовать производители лексуса в 2007 году. На дальнем свете такие лампы способны освещать несколько сотен метров. Но при этом свет не слепит встречных водителей. Автовладельцы отмечают концентрацию света на дороге без рассеивания или каких-либо пятен.

Достоинств перед другими лампами светодиодные фары имеют много:

1. Они очень долговечны. Способны работать от 10000 до 100000 часов. Если в сутки такие лампы будут работать 8 часов, то их хватит на 34 года. Стоит отметить, что при такой длительной работе кристалл потеряет свою яркость.
2. Диод потребляет минимум энергии. Нагрузка на генератор будет приятно низкой, ведь кристалл – полупроводник.
3. Прочность и надёжность. В структуре лампы нет чувствительных частей типа вольфрамовой нити. Поэтому светодиод очень хорошо переносит низкие температуры.
4. Кристаллы обеспечивают свечение белого цвета, какой не сравнится с галогенами или ксенонами. Цвет достигается не с помощью фильтров или преломления, а посредством самого источника. Спектр белого цвета – от 2700 К до 6500 К.

Стоит отметить, что самым главным недостатком светодиодов называют высокую цену. На рынке нельзя найти предложений, равных по стоимости с ксеноном. Проблема есть ещё и в том, что дизайн подчас не предусматривает достаточного количества ламп для достижения хорошего светового потока. А потому эффективность светового потока не всегда будет лучше аналогов.

Достоинства и недостатки ксенона

Лампы, заполненные ксеноном, являются газоразрядными. Первый раз её использовали в концерне BMW. В систему такой фары обычно входят блок зажигания и электронный блок управления. Они обеспечивают появление разряда за счёт переменного тока напряжением 10 – 20 кВ. Часто такие фары идут как биксеноновые, потому что ставить отдельно на ближний и дальний свет ксенон нецелесообразно.

В дилемме ксенон или галоген можно разобраться, рассмотрев их преимущества. Достоинства галогена уже описаны, поэтому перейдём к ксенону:

1. Срок эксплуатации намного дольше галогеновых. Он достигает отметки до 3000 часов.
2. Световой поток намного ярче галогенок. В отличие от предлагаемых 1000 – 1500 люмен, ксенон имеет 2500 – 4000 люмен. Хорошо освещается не только дорога, но и обочина.
3. Лампы потребляют меньше электрической энергии. Большой разряд необходим им для импульса к включению, а дальше лампа работает на переменном токе, чем совершенно не нагружает генератор.
4. Низкий нагрев оптики. Можно отметить, что лучше – ксенон или светодиодные лампы – укажет этот параметр. Галогенки по сравнению с ними сильно нагреваются.

Есть, конечно, и недостатки. Лампы уменьшенной мощности стоят достаточно дорого. Ксенон нужно заменять сразу в двух фарах. Многие боятся использовать такие лампы из-за применения в них ртути, считая их опасными из-за этого. Но её удельная масса не настолько высока, чтобы причинить вред здоровью водителя. Из-за загрязнений рассеивателя фара иногда светит, мешая встречному потоку, или рассеивает свет в разные стороны. Но по яркости LED или ксенон могут иметь равные показатели. Яркость светодиодов напрямую зависит от их количества в фаре. Например, Seat оснащён диодами на 1600 – 1700 люменов, что даже меньше, чем стандартные показатели ксеноновой лампы.

Какие лампы всё же выбрать для автомобиля

Чтобы выбрать автомобильные лампы, нужно учесть все достоинства и недостатки предлагаемой на рынке продукции. Есть недорогие лампы с хорошими характеристиками и достаточно эффективными показателями. Современные машины оборудованы такой светотехникой, которая нивелирует применение определенного вида лампы.

Например, устройство галогеновой фары в Dacia Duster имеет такие же показатели полезного действия, как и ксеноновые. Светододиоды же имеют приятный оттенок и очень долгий срок службы. Ксеноновые фары по светопотоку бывают ярче, чем ЛЕД-лампы. Поэтому прежде чем выбрать лампу в своё авто, обращайте внимание на устройство самой фары.