ДА БУДЕТ СВЕТ
Зачем автомобилю нужна эффективная светотехника? Ну что за вопрос! Сколько аварий случилось лишь потому, что кто-то что-то не рассмотрел в темноте. Поэтому, как только появился автомобиль, возникла потребность и в том, чтобы водитель хорошо видел дорогу, и в том, чтобы сама машина была заметна остальным участникам движения.
В первых автомобильных фарах использовались ацетиленовые горелки. С началом ХХ века наступила эра ламп накаливания, сначала угольных, а затем оснащенных вольфрамовой нитью.
КАК УВЕЛИЧИТЬ НАКАЛ
 Увеличить яркость свечения лампы накаливания можно, если поднять температуру ее нити. Но при этом более интенсивно испаряется вольфрам, из которого состоит спираль накаливания. Затем вольфрам осаждается на внутренней поверхности стеклянной колбы лампы. Колба, соответственно, через определенный период темнеет, и из-за этого тускнеет свет лампы. Продолжающееся испарение вольфрама приводит к истончению нити, и в какой-то момент под действием вибраций она просто разрывается, выводя лампу из строя.
Выяснилось, однако, что срок службы лампы накаливания увеличивается, если ее колбу наполнить не воздухом, а азотом и аргоном, снижающими скорость испарения вольфрама. А в конце 1950-х годов появились галогенные лампы, в два раза превосходившие по долговечности своих предшественников.
В таких лампах внутренний объем колбы заполнен смесью инертных газов и галогенов – парами брома и йода. Теперь испарившийся вольфрам не осаждался на поверхности колбы, а образовывал устойчивое газообразное соединение с галогенами. А когда это соединение попадает на раскаленную спираль накаливания, то оно распадается. Причем вольфрам осаждается на нити, а галоген возвращается в атмосферу колбы. Тем самым нить галогенной лампы постоянно восстанавливается. Теоретически галогенная лампа могла бы работать бесконечно долго. Но, во-первых, галогены начинают связывать испарившийся вольфрам только когда сама газовая смесь в лампе разогреется до температур свыше 300 град., для чего требуется определенное время после включения. И, во-вторых, технология изготовления ламп накаливания до сих пор не отличается совершенством – возможно, просто потому, что в этом нет экономической целесообразности.
Тем не менее присутствие галогенов внутри лампы позволило безболезненно повысить температуру ее нити накаливания. Поэтому светоотдача галогенных ламп в полтора раза выше, чем у обычных ламп накаливания такой же мощности. Эксплуатационные характеристики галогенной лампы со временем ухудшаются незначительно, так как ее колба практически не подвержена потемнению из-за осаждения вольфрама, в то время как световой поток обычной лампы к окончанию срока службы может оказаться сниженным вдвое. Наконец, в отличие от обычных ламп, спектр “галогенок” гораздо ближе к дневному свету, воспринимаемому глазами наилучшим образом, а это снижает утомляемость во время длительного движения ночью и способствует повышению безопасности.
К сожалению, галогенные лампы не избавились от другого серьезного недостатка, присущего лампам накаливания. Дело в том, что в них также почти 90% потребляемой энергии расходуется на нагрев спирали и лишь остальное, собственно, на освещение.
КСЕНОНОВЫЕ ЛАМПЫ
Надо ли объяснять, чем отличаются бытовые лампочки накаливания от ламп дневного света? В этом же заключается принципиальное отличие ксеноновых ламп от рассмотренных выше конструкций. Ксеноновые лампы относятся к категории газоразрядных. Источником света в них является дуга раскаленного газа, возникающая между электродами лампы. Название этому виду ламп дал ксенон, которым наполнена колба лампы.
Если нет никаких спиралей накаливания, значит, и перегорать нечему. Поэтому, в то время как срок службы хороших галогенных ламп не превышает 1000 часов, ксеноновые способны проработать не менее 1500 часов, а во многих случаях и вовсе гораздо больше. Понятно также, что ксеноновые лампы не изменяют своей светоотдачи в течение всего срока эксплуатации. И эффективность ксеноновых ламп чрезвычайно высока. Газоразрядные лампы потребляют на треть меньше энергии, чем лампы накаливания, но при этом создают в 2-2,5 раза больший световой поток. На практике это означает, что “ксенон”, потребляющий мощность 35 Вт, светит примерно с такой же интенсивностью, как и галогенная 200-ваттная лампа. Кроме того, голубоватое свечение “ксенона” еще ближе к дневному спектру, чем в случае с галогенными лампами.
Однако широкому распространению ксеноновых ламп препятствует следующее обстоятельство. Ксеноновый свет – это уже не просто лампа, а целая система, включающая также специальный преобразователь, предназначенный сначала для выработки напряжения в несколько тысяч вольт – чтобы “поджечь” дугу между электродами в лампе, а затем для превращения постоянного тока напряжением в 12 В из бортовой сети автомобиля в переменный, напряжением 330 В и частотой 300 Гц – чтобы дуга не “потухла”, а поддерживалась в стабильном состоянии. Все это стоит денег, и пока – немалых.
Кроме того, существует проблема с реализацией в одной ксеноновой лампе ближнего и дальнего света. В фарах с лампами накаливания необходимое светоразделение достигается с помощью двух спиралей в лампе, а также специальной формой рассеивателя и отражателя фары. Для ксеноновых фар такой подход неприемлем. Вспомните, как загорается лампа дневного света. Если оснастить фару двумя ксеноновыми лампами, то при переключении с ближнего света на дальний и наоборот появляется чересчур продолжительная, небезопасная для движения пауза. Кроме того, теперь потребуется уже не два, а четыре модуля зажигания, что еще больше увеличивает стоимость конструкции.
Инженеры-светотехники ищут выход, и он видится в том, чтобы разместить внутри фары передвижной экран, который в зависимости от ситуации занимал бы определенное положение и управлял формой светового потока, либо подвижной следует сделать саму лампу, чтобы она поочередно занимала фокус ближнего или дальнего света внутри отражателя. Фарами “би-ксенон” уже комплектуются некоторые модели Mercedes-Benz, BMW и некоторые другие автомобили.
 
1)Благодаря присутствию внутри колбы паров брома и йода галогенная лампа имеет лучшую долговечность и светотехнические характеристики, чем обычная лампа накаливания. 2)Задние фонари и светосигнальные устройства еще долго останутся основной сферой применения светодиодов
СВЕТОДИОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Первые источники света, изготовленные по технологии LED (Light Emitting Diodes – светоизлучающий диод), появились в 1960-х годах. Их принцип действия основан на способности полупроводниковых кристаллов к люминесценции при прохождении через них электрического тока. Первоначально из-за низкой светоотдачи (при больших токах они просто перегорали), а также потому, что первые светодиоды излучали лишь почти монохромный красный, зеленый или желтый свет, их использовали только в качестве индикаторов. Как о вероятной альтернативе существующим источникам света, о светодиодах заговорили только в начале 1990-х годов. К этому времени они, во-первых, стали на несколько порядков надежней, а во-вторых, появились синие и, главное, белые светодиоды.
Светодиоды лишены нитей, электродов и других изнашиваемых элементов. Они влаго- и пыленепроницаемые, не подвержены вибрации. Поэтому, когда удалось преодолеть ограничение по силе тока, оказалось, что светодиоды долговечней ламп в 100 раз. Кроме того, они миниатюрны, что позволяет создавать на основе светодиодов компактные светотехнические приборы и устанавливать их там, где монтаж обычных ламповых фар и фонарей прежде был не возможен.
Так как электрический ток в светодиодах преобразуется в световое излучение напрямую, то их эффективность выше, чем у газоразрядных ламп. Кроме того, светодиоды срабатывают быстрее, чем лампы накаливания. Казалось бы, мелочь – 0,2 с, но на скоростной трассе это означает дополнительные 5 метров тормозного пути для идущего следом автомобиля, если его водитель без задержки отреагирует на загорание стоп-сигналов машины, которая тормозит впереди. Сегодня главный недостаток светодиодов заключается в их высокой удельной стоимости: каждый выработанный ими люмен светового потока в 100 раз дороже, чем у галогенной лампы. Поэтому задние фонари и светосигнальные устройства еще долго останутся основной сферой применения светодиодов, а фары – это дело далекой перспективы.
КАКОЙ “КСЕНОН” БЫВАЕТ ДЕШЕВЫМ
Встречающие в продаже лампы, в обозначении которых можно увидеть слово Xenon, привлекают внимание доступной стоимостью. К тому же они не требуют установки высоковольтных блоков, без которых настоящие газоразрядные фары работать не в состоянии. Что это – некая неупомянутая еще разновидность ламп или обычное надувательство? Иногда это действительно наполненные ксеноном или криптоном лампы накаливания. Дело в том, что ксенон лучше, чем азот и аргон, замедляет испарение вольфрама, позволяя почти к точке его плавления повысить температуру нити. Поэтому наполненная ксеноном лампа накаливания имеет лучшие показатели долговечности и светоотдачи. Но не редкость, когда под видом таких “ксеноновых” ламп продаются обычные – с покрашенной в синий цвет колбой. От такой “красоты” больше вреда, чем пользы. Точнее, пользы совсем нет. А из-за того, что голубое стекло поглощает желтую часть спектра, ухудшается светоотдача лампы (которую, к слову, иногда пытаются компенсировать более высокой мощностью), а с ней освещенность дороги.
| 
