Ксенон: искусственное солнце

Ксеноновые фары уже более десяти лет пользуются успехом у автомобилистов. Они активно вытесняют с рынка галогеновые фары. Яркий свет позволяет водителю видеть более четкие очертания поверхностей и предметов, попадающих под лучи ксеноновых ламп.

Первые автомобильные фары были подобны газовым горелкам – это были лампы на основе пропана. Пропан излучал свет путем горения в специальной стеклянной колбе. Их сменили лампы нового поколения – электрические вакуумные лампы накаливания. Но они тоже не отличались долговечностью и не были эффективным светильником. Требования к автомобильной оптике росли, поэтому вскоре были разработаны галогеновые и газонаполненные лампы. Они светили ярче своих предшественников и не поглощали много энергии. А к началу XXI века появились самые эффективные на данный момент фары – ксеноновые.

Ксеноном называют источник света, работа которого осуществляется с помощью газового разряда высокой интенсивности (Intensity Discharge (HID), около 25 киловольт). Ксеноновый комплект включает в себя две лампочки, два блока розжига, крепеж, провода и переходники. Лампа состоит из двух колб, внешней и внутренней, чтобы избежать резких смен температурного режима, загрязнения и разницы в давлении. Во внутренней колбе находится смесь газов, в основе которой ксенон (один из элементов таблицы Менделеева). От смеси зависят многие параметры, такие, как температура света, скорость розжига и т. д. К внутренней колбе подведены сверху и снизу два электрода. От блоков розжига подается большая разность потенциалов на электроды, возникшее электромагнитное поле провоцирует процесс ионизации частиц. Частицы постоянно сталкиваются друг с другом, часть энергии от удара превращается в свет.

Человеческий глаз лучше видит при дневном свете, которому аналогичен ксеноновый свет. При более тусклом «несолнечном» свете глазные мышцы работают активнее и быстрее устают. Галогеновая лампа может обеспечить цветовую температуру в 3200К, а дневной свет соответствует температуре 5500К. Получается, что галогеновые лучи отличаются от нормы более чем на 40%. Чем выше цветовая температура, тем хуже видимость в условиях плохой видимости.

Свет ксеноновых фар лучше пробивает туман и дождь, ложится на дорогу, а не на капли воды в воздухе. Во время длительной работы галогеновых ламп фара нагревается, из-за этого на ее поверхности грязь подсыхает и сложнее отмывается. Дело в том, что галогеновые лампы переводят в тепло около 35-40% мощности при потреблении 55 Вт. С ксеноновыми фарами все намного проще – они переводят в тепло около 10% света при мощности 35 Вт, за счет чего стекло фары не перегреется и не лопнет в случае попадания на него воды.

В Европе, к примеру, установка ксеноновых ламп должна обязательно сопровождаться установкой омывателя фар и автоматического корректора угла фар. Это необходимо для того, чтобы не слепить встречные автомобили. Возможно, и в России когда-нибудь введут подобные требования, так как немалое количество аварий случается из-за плохой видимости вследствие «ослепления» встречными ксеноновыми фарами, установленными абы как в дешевой мастерской (или самостоятельно в гараже).

Долговечность работы лампы заключается в отсутствии между электродами спирали, в связи с чем светоотдача не изменяется. Ксеноновые фары отличаются от галогеновых ламп накаливания: в первых свет исходит от дугового разряда, возникшего в результате воздействия электромагнитного поля, а во вторых источником света является нагретая вольфрамовая нить. Мощность ксенона превосходит галоген в два раза, а мощность потребления меньше почти в полтора раза. Обычно ксеноновые фары служат около 3000 часов, а галогеновые – около 400. Разница в том, что газ «выдыхается» дольше, чем перегорают нити накаливания. Кроме того, нити накаливания в галогене подвержены и механическим повреждениям.

Раньше старые фары полностью заменялись на укомплектованные ксеноновым комплектом, что влияло на время и стоимость работ. Теперь в галогеновые фары вживляют ксенон без конструктивных изменений, достаточно лишь заменить лампу и установить рядом с фарой блок розжига. Для этой работы используются новые ксеноновые лампы с цоколем, переделанным под галогенные цоколя ламп, используемых в автомобильной оптике.

Есть и несколько заблуждений, касающихся ксенона. Многие у нас в стране считают, что достаточно просто поменять обычные лампы на новые. Но в таком случае пучок света в ксеноновых фарах направлен немного в другом направлении, чем в галогеновых. В соответствии с ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки» нельзя использовать штатный отражатель для распределения пучка света. Из-за этого фары слепят встречных водителей, а эффективность освещения снижается.

И самый распространенный миф о ксеноновых фарах – якобы они излучают много ультрафиолетовых лучей, что приводит к ухудшению зрения. Это утверждение неверно, так как ультрафиолетовое излучение практически не проходит через стекло колбы, которая фильтрует его.