Принцип работы ксеноновых фар в автомобиле

Принцип работы ксеноновых фар

Ксеноновые лампы головного света из-за особенностей конструкции не могут прямо подключаться к бортовой электросети автомобиля. Для их работы нужно специальное устройство — блок розжига ксенона. Все о данных блоках, их типах, конструкции и работе, а также о верном выборе и установке читайте в статье.

Дуговая ксеноновая лампа (типы и область применения).

Для водителей ксеноновая лампа — источник раздражения и рези в глазах при езде в темное время суток. Однако, такие источники света применяются не только в автомобильных фарах. Устройство ксеноновых ламп и их распространение и рассмотрено в нашей статье.

Принцип работы и свойства ксеноновых ламп в противотуманках

При установке ксенона в ПТФ важно определиться, с какой целью мы это делаем:

1. Улучшение освещения на дороге при плохой видимости. В этом случае установка делается на основе строгих правил.
2. Если цель – поразить приятелей или встречные автомобили, пустить пыль в глаза, то намного лучше и безопасней использовать дневные ходовые огни.

Совместить сразу 2 цели не получится из-за принципов работы ксенона и правил дорожного движения. Бездумная установка в ПТФ ксеноновых ламп приведет ко многим проблемам:

• Свет ламп будет ослеплять встречные машины и попутные (когда заглядываешь в зеркало заднего вида при обгоне). Свет ксенона распространяется во все стороны.
• Возможная потеря управления встречного автомобиля. А это чревато аварией, в которой можете оказаться и вы.
• Ухудшение обзора фар из-за свойств ксенона.
• Штрафы за использование ксенона в ПТФ.

Что это такое ксеноновые фары в 2020 году

Фары являются одной из важнейших частей автомобиля, и в транспортных средствах их существует довольно много видов.

Дорогие читатели! Статья рассказывает о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай индивидуален. Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему – обращайтесь к консультанту:

ЗАЯВКИ И ЗВОНКИ ПРИНИМАЮТСЯ КРУГЛОСУТОЧНО и БЕЗ ВЫХОДНЫХ ДНЕЙ.

Это быстро и БЕСПЛАТНО!

Дорогие читатели! Статья рассказывает о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай индивидуален. Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему – обращайтесь к консультанту:

+7 (812) 467-32-77 (Санкт-Петербург)

ЗАЯВКИ И ЗВОНКИ ПРИНИМАЮТСЯ КРУГЛОСУТОЧНО и БЕЗ ВЫХОДНЫХ ДНЕЙ.

Это быстро и БЕСПЛАТНО!

Одной из таких разновидностей является ксеноновая фара — один из новейших источников света, который обладает намного лучшими характеристиками чем остальные осветительные приборы.

Но у ксенона есть свои особенности, которые следует учитывать при оборудовании автомобилей, поэтому что это такое ксеноновые фары в 2020 году, следует рассмотреть заранее.

Как самостоятельно установить ксеноновые лампы

Ксеноновая лампа разработана еще в 40-х годах прошлого столетия. Этот источник света с равномерным спектром, близким к естественному освещению, изначально применялся для сценической подсветки. С начала 90-х годов ксеноновые светильники стали широко использоваться в автомобильной светотехнике в качестве ламп для фар ближнего и дальнего света. Для поворотников и габаритов лампы на основе Xe не применяют – они не любят частого включения и выключения.

Устройство ксеноновой лампы.

Конструкция ксеноновой лампы.

Ксеноновая дуговая лампа (КДЛ) светит за счет появления электрической дуги в колбе в атмосфере ксенона. Конструкция довольно простая: стеклянная колба, электроды и корпус, в котором все закреплено.

Колба изготавливается из кварцевого стекла. Только такое стекло выдерживает высокое давление (до 30 атмосфер в нерабочем состоянии и 120 атмосфер при свечении) и температуру, которые необходимы для работы лампы. Некоторые колбы для особых назначений производят из сапфира. Он расширяет спектральный диапазон излучаемого света и увеличивает срок службы КДЛ.

В зависимости от назначения колба имеет разные формы: трубка, U-образная, спираль, шар.

Электроды изготавливаются из тугоплавкого вольфрама, который легируется торием. Добавка тория повышает скорость разгорания лампы. Чтобы снизить разницу в коэффициентах теплового расширения вольфрама и стекла, применяют специальный буферный сплав: инвар (смесь никеля и железа). С одной стороны он вплавляется в колбу, а с другой – в него вваривают электроды. Также вольфрамовые электроды соединяются с конденсатором в корпусе лампы. Конденсатор имеет заряд высокого напряжения, доходящий до 2000 В.

В некоторые модели КДЛ встраивают третий разжигающий электрод. Он предназначен для первоначальной ионизации ксенона и запуска разряда лампы.

При работе анод очень сильно нагревается, поэтому для мощных КДЛ конструкцией предусмотрено охлаждение. Источники света мощностью до 4 кВ охлаждают воздухом, а свыше – воздухом и водой.

Что такое блок розжига ксенона?

Блок розжига ксенона (балласт, электронный пускорегулирующий аппарат, ЭПРА) — компонент электрической бортовой сети транспортных средств; электронное устройство для запуска и поддержки работы газоразрядных ксеноновых дуговых ламп головного света.

Ксеноновые лампы — это газоразрядные источники света, в которых поток света формируется горящим в атмосфере ксенона электродуговым разрядом. Основная проблема данного типа ламп заключается в том, что для первоначального розжига дуги необходим импульс (или серия импульсов) тока с высоким напряжением — порядка 23-30 тысяч вольт (кВ), а для дальнейшего поддержания стабильного горения дуги нужно напряжение 80 В. Понятно, что от 12 и 24-вольтовой бортовой сети питать ксеноновую лампу нельзя — для этой цели и используются ЭПРА или блоки розжига ксенона.

На ксеноновый блок розжига возложено три основных функции:

• Розжиг электрической дуги ксеноновой лампы (запуск ламп) — преобразование постоянного тока низкого напряжения (12 или 24 В) в переменный или импульсный ток высокого напряжения (в две ступени — сначала до 500 В, затем до 23-30 кВ);
• Поддержка стабильной дуги (обеспечение работы ламп в течение всего времени использования головного света) — ограничение тока до необходимого напряжения (80 В);
• Общий контроль и управление ксеноновой лампой и всей электрической цепью ламп головного света.

То есть, ЭПРА обеспечивает возможность нормальной эксплуатации ксеноновых ламп на обычных транспортных средствах с низковольтной бортовой цепью. Блок розжига является ключевой деталью ксенонового головного света, поэтому при его установке в первую очередь следует позаботиться именно о выборе ЭПРА. Также с вопросом выбора блока приходится сталкиваться при его неисправности. Чтобы сделать верную покупку, следует сначала разобраться в конструкции и особенностях данных электронных устройств.

Почему запретили ксенон

Запрет на установку ксеноновых ламп в фары определенного типа обусловлен повышением опасности вождения. Чтобы разобраться, почему нельзя самостоятельно проводить подобные модификации, стоит выделить ряд проблем, создаваемых некорректно установленным ксеноном:

1. Ослепление световым потоком водителей встречных и попутных машин.
2. Биксеноновые фары не улучшают видимость дороги: пучок света распространяется на небольшое расстояние перед машиной.

По закону запрещено устанавливать ксенон в фары несоответствующего типа.

Каково наказание

Поскольку даже установка ксенона в линзованные фары несоответствующего типа приводят к серьезным ДТП на дорогах, сотрудники ГИБДД отслеживают водителей с модернизированным светом.

Нештатный ксенон – это нарушение ПДД, хотя штрафа за ксенон как такового нет. Если фары не имеют специальной оптики, автомобиль считается технически неисправным и водителю грозит наказание. У него отбирают права на 6-12 месяцев, лампы изымаются без права на возврат.

Установить наличие ксенона на машине, как и светопропускаемость стекол, инспектор технического надзора имеет право только на стационарном посту ГАИ. Штраф за ксенон сам по себе не выписывают.

В какие фары можно ставить

Сперва стоит разобраться, когда нельзя устанавливать ксенон:

1. HC/HR – такая аббревиатура на европейских автомобилях означает, что на фаре могут быть установлены только галогенные лампочки. Ксенон в этом случае запрещен.
2. HCR – комбинация указывает на то, что в оптике имеется одна лампа двухрежимного типа. В нее также не устанавливают ксенон.
3. CR – кроме ламп накаливания, в такую оптику запрещено помещать любые источники света.

Можно ставить ксенон на фары со следующими обозначениями:

1. DR и DC. Допускается модернизация ксеноном.
2. DCR. Такой маркировкой обладают машины, оборудованные одной лампой, эксплуатируемой в нескольких режимах. В них разрешена установка ксенона.
3. HR и DC. В дальний свет помещать ксеноновые лампы запрещается, а в ближний – разрешено.
4. HR и HC. При наличии этого обозначения установка ксенона возможна только на автомобилях японского производства. Для машин других стран это правило не работает.

Если поставить ксенон в линзованные фары без корректора и омывателя, модификация будет считаться нарушением.

Принцип работы.

Светящаяся область находится около катода.

Ксеноновая лампа светит за счет появления плазмы около катода. При прохождении через ксенон электрического тока возникает ионизация газа. Начальную стадию ионизации обеспечивает мощный электрический заряд, который накапливается в конденсаторе. Этот заряд превращается в высоковольтный импульс при помощи повышающего трансформатора. Для розжига необходим импульс напряжения, доходящий у мощных КДЛ до 50 кВ (обычно 20-30 кВ). Трансформатор разряжает конденсатор – электрический импульс проходит через лампу, вызывая первичную ионизацию газа. В лампах с дополнительным электродом он берет на себя функцию розжига. Для поддержания свечения необходимо гораздо меньшее напряжение: 85 В.

Далее ток возбуждает все новые и новые атомы ксенона. Электроны переходят на новые орбитали, обладающие большей энергией. Когда же электроны возвращаются обратно, то излишек энергии выделяется в виде фотона света. Лампа начинает светить, причем светящаяся область похожа на конус около катода. При использовании не чистого ксенона, а его смеси с парами ртути, светятся области у обоих электродов.

Кварцевое стекло пропускает ультрафиолет, поэтому при работе источника света образуется озон. Он вреден для человека. Для работы КДЛ в помещениях требуется принудительная вентиляция.

Эксплуатационные преимущества

Любой водитель проводит за рулем 10-15% своего времени. И чтобы обеспечить максимальные удобства при поездках, нужно как можно лучше укомплектовать свой автомобиль.

Чем лучше будут фары, тем легче будет путь. Обзор дороги в несколько раз улучшится, особенно в темное время суток и в дождливую погоду. Для чего это нужно? Чтобы безопасность движения была на высоте.

Итак, в чем же все-таки преимущества ксеноновых ламп?

• Они выдают в несколько раз больше света, нежели галогенные лампы.
• Потребляют меньше электрической энергии.
• Свет излучает не спираль, которая раскалилась, а инертный газ – ксенон.
• Излучается яркий свет. Слегка голубоватый оттенок улучшает видимость ночью. Водители лучше видят дорожные знаки, свет не режет глаза встречным машинам.
• Длительный срок службы. В ксеноновых лампах нет нитей, поэтому ничего там перегореть не сможет. Ксеноновые фары наполнены газом.

Схема подключения ксенона

Схема подключения несложна, но различна для двух вариантов ламп – ксеноновой и биксеноновой. Общее у них – наличие блока розжига (его часто называют неверным в данном случае термином – балласт). Это принципиально необходимый узел. Для инициации зажигания дуги требуется ионизация межэлектродного промежутка напряжением 25-30 кВ в течение небольшого времени. После этого напряжение можно снизить до нескольких десятков вольт – этого достаточно для поддержания физических процессов, вызывающих свечение. Формирование этих напряжений возложено на блок розжига. Он включается между схемой управления освещением, выдающей 12 вольт, и лампой на основе Xe.

Если у штатной фары для ближнего и дальнего света используются раздельные лампы, то вместо каждого осветительного элемента устанавливается отдельная ксеноновая лампа со своим блоком розжига.

Если в штатной фаре использовалась одна лампа с нитями для ближнего и дальнего света, то надо будет ставить биксеноновую лампу. У нее яркость и интенсивность свечения при подаче внешнего сигнала регулируются:

• встроенной шторкой (биксеноновая линза, устаревший вариант, почти не выпускается);
• изменением положения колбы.

Потребуется дополнительный сигнал, переключающий ближний свет на дальний. Его формирование зависит от изначальной схемы электрооборудования автомобиля, поэтому подсоединять провод управления во многих случаях придется по месту.

Существуют две базовые схемы включения двойной лампы. Первая – с использованием диода. Он развязывает цепи розжига и управления.

Несколько сложнее выглядит схема разделения цепей с помощью электромагнитного реле. Подключение разъема к схеме управления дальним-ближним освещением выбирается исходя из фактической схемы электрооборудования машины.

Как установить

Если куплен неполный комплект для ксеноновых источников света, стоит отложить установку до приобретения всех недостающих частей. К примеру, без автокорректора свет распространяется под неправильным углом к дорожному полотну, что ухудшает видимость.

Правила установки ксенона в фары:

1. Перед работой проверить каждый элемент комплекта на повреждения. При наличии сколов или царапин установка невозможна.
2. Установку рекомендуется проводить сухими и чистыми руками.
3. Каждое соединение необходимо изолировать и спрятать. Им требуется надежная защита от влаги и механических воздействий.
4. Запрещается долго смотреть на свет ксеноновых ламп – это может нанести вред зрению
5. Перед установкой следует отсоединить провод от плюсовой клеммы батареи.

Перед снятием галогеновых ламп необходимо убрать защитную крышку фар, затем отсоединить контактные провода от источника света и вытащить его.

Порядок установки ксенона:

1. Новую лампу осторожно извлечь из защитной колбы и вставить в отверстие. Нельзя дотрагиваться до самой колбы. При наличии фиксирующей пружинки, которая удерживала галогеновый источник света, ее необходимо примять. Провода от фары будут протянуты сквозь нее и выведены в подкапотное пространство через заглушку. Поскольку со стороны батареи это сделать будет намного легче, ее лучше снять.
2. После монтажа лампы подключить ее к блоку розжига.
3. Создание отверстий в заглушках фар, чтобы протянуть провода. Их делают диаметром 25 мм.
4. Подобрать место для монтажа устройства розжига. Его располагают ближе к фарам, чтобы провода были натянуты. Место установки должно быть вдали от источников нагрева.
5. Закрепить блок винтами или хомутами.
6. Соединить проводку от ксеноновых ламп и блока. Каждый провод окрашен в свой цвет, поэтому перепутать их невозможно.

Установка биксеноновых фар требует подключения контроллера напряжения. Элемент подводят к питанию блока розжига.

Технические характеристики.

Цветовая температура ДКЛ.

1. Срок службы. Довольно долгий: около 3000 ч. В конструкции лампы отсутствуют элементы, которые могут «перегореть». Срок службы ограничивается особенностями устройства. При долгом использовании из-за высокого разогрева стекло становится хрупким, темнеет из-за налета металла на стекле, электроды приходят в негодность и оплавляются.
2. Мощность ксеноновых источников света может доходить до 50 кВ.
3. Высокая цветопередача: свыше 80%. Такой свет очень комфортен для глаз, в нем не искажаются цвета. Поэтому КДЛ находят широкое применение при фото и киносъемках.
4. Цветовая температура. Спектр света ксеноновой лампы максимально приближается к солнечному. Человеческому глазу он кажется белым. Цветовая температура излучения начинается от 4000 К. За счет применения некоторых добавок к ксенону возможны другие спектральные цвета: 4300 К и 5000 К. В фарах автомобилей чаще всего применяют источники света с температурой 4300, 5000 и 6000 К.

Для чего их вообще устанавливают?

Самая главная причина установки таких фар заключается в освещение. По сравнению с галогенными лампами, ксенон побеждает по всем параметрам. Яркость выше, цветовой спектр лучше. В дождливую погоду ксеноновый луч не отражается от капель воды, а проникает сквозь них. Водитель всегда видит перед собой четкий горизонт. Ксеноновые фары – это комфорт и безопасность.

А еще ксеноновые фары — это новый и более развитый уровень комфорта. Глаза не напрягаются и не устают, ведь дорога всегда хорошо освещена. И это все благодаря ксенону.

Можно ли избежать ответственности?

Требования к световым приборам описаны в статье 12.5 довольно размыто, поэтому наказание нередко можно смягчить — вместо лишения прав водителю придется выплатить лишь небольшой штраф в размере 500 рублей. Для этого нужно привести аргументы, которые укажут, что нарушена была не третья часть статьи 12.5, а первая — наказание за такое нарушение будет гораздо легче. Но во многом исход будет зависеть и от решения судьи, так что лучше не нарушать это правило и не доводить дело до судебного процесса.

Где применяются.

Ксеноновые лампочки для фар.

С точки зрения экономики самой выгодной областью применения КДЛ является освещение больших открытых пространств. Это освещение площадей, стадионов, катков, карьеров, строительных площадок, огромных производственных цехов.

За счет отличной цветопередачи ксеноновые лампы успешно применяют в проекторах, театральном, сценическом, киноосвещении, фотоаппаратуре.

В оптических приборах КДЛ используют, когда необходима минимальная светящаяся область источника света. Это обеспечивает точность фокусировки прибора. Также КДЛ используют в климатических камерах при испытаниях различных материалов на светостойкость, установках радиационного нагрева, фотоэкспонирования и т.п.

В последние десятилетия ксеноновые лампы получили в производстве автомобильных фар. Однако, из-за яркости света законодательно требуется установка дополнительной системы регулировки угла наклона фар и фароомывателей.

Ртутно-ксеноновые и керамические лампы применяют в медицине для физиотерапии, стерилизации и озонирования.

Как общаться с инспектором ГИБДД, если у вас установлен ксенон

Если автомобиль с ксеноном в противотуманках остановил сотрудник ГИБДД, нужно:

• попросить предъявить развернутое удостоверение и переписать данные;
• для остановки автомобиля требуются веские причины (Приказ МВД № 185), наличие ксеноновой лампочки может быть определено лишь визуально;
• для того, чтобы определить тип источника света, необходимо открыть капот, при проведении досмотра требуется видеосъемка и 2 понятых (ч.1 и ч. 2 ст. 27.9 КоАП);
• перед подписанием протокола в строке «Обязанности и права разъяснены» следует указать, что они не разъяснялись (если это соответствует действительности);
• в строчке «объяснения» указать «с нарушением не согласен, требую адвоката».

Важно! Сотрудник ГИБДД не имеет права отправить авто на штраф-стоянку. Остановка для досмотра запрещена в тех же местах, где она запрещена ПДД.

Что будет за ксенон?

Обычно за использование ксенона в фарах назначают штраф или лишают прав.

Лишают ли прав за ксенон

Если ксеноновые фары были самостоятельно установлены. Лишение прав колеблется от 6 месяцев до 1 года.

Как сделать ксенон легальным

До 2014 года у каждого автовладельца была возможность официально переоборудовать свое ТС, пройдя множество проверок и процедур. Приказ МВД №1123 от 22.12.2014 отменил ряд постановлений, в том числе возможность легализовать ряд изменений в конструкции автомашины. Это привело к множеству административных дел, выплат штрафа и изъятию прав.

Сегодня монтировать ксенон в автомашину можно, если соблюдаются два условия:

• имеется отметка DCR, DC или DR;
• предусмотрен омыватель фары и автоматический корректор.

Несоблюдение этих условий ведет к автоматическому запрету на монтирование ксенона в осветительные приспособления автомобиля. А также штрафу и иным административным наказаниям.

Чтобы узаконить ксенон, нужно предварительно пройти экспертизу в НАМИ (Научно-исследовательский институт, сертифицирующий автопродукцию). Для этого следует написать заявку и оплатить услугу – 4000 р.

После промежуточной экспертной оценки подают заявление в ГИБДД, где прописывают все данные ТС и его владельца.

Далее предъявляют пакет документов:

• предварительное заключение НАМИ;
• ПТС;
• свидетельство о регистрации автомобиля;
• паспорт автовладельца.

Затем потребуется купить и установить новое оборудование на ТС. Заключительным этапом является техосмотр и полное заключение о том, что световые приспособления соответствуют техническим требованиям. Ни штраф, ни иные санкционные воздействия теперь водителю не грозят.

Заключение

Установка ксенона – это не дешевое удовольствие. Здесь придется хорошо потратиться. Но использование таких ламп обеспечит водителям только комфортное вождение в любое время года.

Если после ксенона автолюбитель захочет вернуть галоген, то ему будет не хватать яркости и насыщенности. Снова появятся проблемы с видимостью.

Также нужно помнить, что за использование нелегального ксенона можно получить штраф, а еще хуже – лишение прав. В некоторых случаях этого можно избежать.

Как выбрать хороший ксенон в противотуманки

При покупке ксеноновой оптики для установки в противотуманки необходимо знать несколько нюансов.

1. Бешеная популярность ламп с ксеноном вдохновляет некоторых корейских и китайских производителей идти на создание подделок. Под видом ксеноновых ламп они приспособились использовать обычные галогенки, окрашенные в голубоватый цвет. Используя такую оптику, не удастся получить ни яркий свет, ни экономический эффект. Здесь важно обратить внимание на наличие дополнительного балластного (высоковольтного) блока и удлинительных проводов. Да и ценовой фактор должен насторожить при выборе, когда предлагается подделка.
2. При сравнении комплектов ксенона для противотуманок габаритные размеры и форма блоков розжига имеют различия. Лучше приобретать ксенон с тонкими блоками (Slim), которые проще будет установить в ограниченном пространстве.
3. Кроме лампочек, обязательно обратите внимание на маркировку ваших ПТФ. Если они не приспособлены для установки ксенона, их придется тоже поменять.

Замена галогенных лампочек на ксенон в противотуманных фарах становится все более востребованной. Газоразрядные лампы способны повысить освещенность дороги только при правильной установке, поэтому, при отсутствии навыков подключения электрических устройств, лучше доверить установку ксенона в ПТФ специалистам автосервиса.

Кроме того, немалую роль играет и выбор производителя. Ведь оборудование от давно известных и зарекомендовавших себя фирм (HO-ME, XENOTEX, APP Digital Ultra Slim), как правило, гораздо надежнее и качественнее, чем их китайские клоны, которыми сейчас завалены рынки.

Установка ксенона

Сам процесс установки несложен и может производиться как в автосервисе, так и собственноручно. Порядок действий следующий:

1. С машины снимается передний бампер;
2. Блок розжига крепится на саморезах в специально отведенное место;
3. На крышке ПТФ высверливается отверстие для газоразрядной лампы (диаметр 25 мм);
4. Провода из блока питания противотуманных фар соединяются с ксеноновыми линзами, результат тестируется;
5. Ксеноновая лампа просовывается в сделанное ранее отверстие на крышке ПТФ (осветительный прибор можно брать в руку только в перчатках);
6. Клеммы противотуманки подсоединяются и изолируются, в лампу вставляется цоколь, и все это дело крепится специальными зажимами;
7. Крышка ПТФ закрывается, контакты подключаются к разъемам, бампер крепится обратно на автомобиль.

Высокая интенсивность светового потока, создаваемого газоразрядными лампами, вроде бы по умолчанию предназначена для борьбы с плотным туманом. Однако чтобы это произошло в действительности, необходимо соблюсти ряд обязательных условий, главное из которых — фары со специальными линзами. Без них ксеноновый светильник может превратиться для водителя в бестолкового и опасного помощника.