Источниками света являются тепловые излучатели, которые посредством тепловой энергии производят свет. Это означает, что чем сильнее разогрет источник света, тем выше сила света.
Однако низкий коэффициент полезного действия (8 % светового излучения) по сравнению с газоразрядными лампами (28 % светового излучения) допускает лишь относительно небольшую световую отдачу. С недавнего времени в качестве источника света фар автомобилей применяются светодиоды.
Однако при попадании газа в непосредственную близость накаленной спирали и вступлении с ней в контакт он разлагается и образует равномерный слой вольфрама. Для поддержания кругового процесса наружная температура колбы лампы должна составлять 300 °C. Для этого выполненная из кварцевого стекла колба должна плотно облегать спираль.
Еще одним преимуществом является то, что можно работать с более высоким давлением наполнения и тем самым противодействовать испарению вольфрама.
Состав газа в колбе также в значительной степени отвечает за световую отдачу. При добавлении незначительного количества инертных газов, например, ксенона, уменьшается отвод тепла от спирали.
Несмотря на регенерацию внутри лампы накаливания вольфрамовая нить постепенно расходуется и тем самым ограничивает срок службы лампы.
Негативные факторы влияния
- Механическая нагрузка вследствие толчков и вибрации
- Высокие температуры
- Процесс включения
- Пики напряжения и повышенное напряжение бортовой сети
- Высокая яркость света в следствие исключительной плотности спирали
Позитивные факторы влияния
- Давление наполнения колбы
- Заполняющий колбу газ
Срок службы и световая отдача, кроме прочего, сильно зависят от присутствующего напряжения питания. Действует эмпирическое правило: при повышении напряжения питания лампы на 5 % световой поток увеличивается на 20 %, но одновременно вдвое сокращается срок службы.
По этой причине в некоторых моделях автомобилей стали использоваться дополнительные резисторы, предотвращающие превышение напряжения питания в 13,2 В. В современных автомобилях адаптация напряжения достигается посредством широтно-импульсной модуляции.
При пониженном напряжении, например, при неисправном генераторе, происходит обратный процесс. Теперь свет имеет значительно более высокую долю красного, и в соответствии с этим световая отдача меньше.
Существует два различных типа галогеновых ламп. Лампы H1, H3, H7, H9, H11, HB3 и т.п. имеют только одну спираль накаливания. Они используются для ближнего и дальнего света фар.
Лампа H4 имеет две спирали накаливания, одну для ближнего и одну для дальнего света. Спираль накаливания для ближнего света оснащена экраном. Его задачами является перекрывание слепящей части света и создание светотеневой границы.
Лампы повышенной яркости H1+30/50/90 и H4+30/50/90 являются модернизацией стандартных ламп накаливания H1 или H4 с защитным газом.
Преимущества/отличия относительно стандартной лампы
- Спираль накаливания тоньше
- Может эксплуатироваться с более высокими температурами
- Более высокая яркость света, до 30/50/90 %
- Больше яркость освещения дорожного полотна
- Повышенная безопасность движения ночью и при плохой погоде
Лампы H7 по сравнению с лампами H1 имеют более высокую яркость, меньшее потребление энергии и лучшее качество света. Существуют также их модификации H7+30/50/90.
Во избежание разрушения лампы из-за неконтролируемого возрастания тока он ограничивается пусковым устройством. После достижения полной световой мощности для поддержания и сохранения физического процесса необходимо только рабочее напряжение (не напряжение зажигания) в 85 В.
Световой поток, световая отдача, яркость и срок службы газоразрядных ламп значительно выше, чем у галогеновых ламп накаливания.
В соответствии с моделью разработки газоразрядные лампы разделяются на категории: D1, D2, D3 и D4. При этом “D” означает “Discharge”, английское слово, означающее “разряд”.
Поколения ламп значительно отличаются. Так лампы D1 – имеют встроенный блок зажигания. Все модификации ламп имеют защитную колбу от УФ-излучения и надежную конструкцию.
Буквенное обозначение S/R указывает на назначение ламп S – лампы для модульной оптики с линзой, а R – лампы для рефлекторной, но специально сконструированных для ксенонового света.
Современные ламы D3 или D4 имеют хорошую экологичность без применения ртути. Вследствие различия электрических параметров (рабочее напряжение 42 В вместо 85 В при одинаковой мощности) лампы D3 или D4 не могут эксплуатироваться с блоками
управления ламп D1 или D2.
Сравнение: спираль накаливания (галоген) / электродуга газоразрядной лампы (ксенон)
Галогенная лампа накаливания (H7) | Газоразрядная лампа (ксенон) | |
---|---|---|
Источник света | Спираль накаливания | Электродуга |
Яркость | 1450 кд/м2 | 3000 кд/м2 |
Мощность | 55W | 35W |
Энергобаланс | 8 % световое излучение 92 % тепловое излучение |
28 % световое излучение 58 % тепловое излучение 14 % УФ-излучение |
Срок службы | ок. 500 ч | 2500 ч |
Стойкость к сотрясениям | условно | да |
Напряжение зажигания | нет | да 23000 В (3-е поколение) |
Электроника регулирования | нет | да |