Xenónové svetlá
Článok je rozdelený na dve časti. V prvej časti sa najprv pozrieme čo to vlastne xenónové svetlá sú a v druhej vám ukážeme výsledky porovnania.
Nevyhnutná dávka teórie
Prečo?
Za posledných 10 rokov, došlo k rapídnemu zlepšeniu bezpečnosti vozidiel ako aj komfortu ich užívania. Zavedenie ABS, airbagov, brzdných asistentov, ESP a množstva iných technických vymožeností sa stalo štandardnou, resp. bežnou príplatkovou výbavou nových vozidiel. Všetky tieto prvky zvyšujú napomáhajú v krízových situáciách, alebo chránia život v prípade nehody. Vďaka tomu došlo k zníženiu počtu smrteľných úrazov resp. vážnych zranení, nedošlo však k želanému zníženiu počtu havárií. Zistilo sa, že až 60% všetkých nehôd sa odohrá v dôsledku nedostatočnej viditeľnosti a preto sa začal klásť dôraz na čo najlepšie osvetlenie. Kvalitne svietiace a osvetlené auto znižuje pravdepodobnosť havárie a pozitívne ovplyvňuje bezpečnosť jazdy. Tento fakt mimochodom viedol v mnohých krajinách k povinnému celoročnému svieteniu.
Súčasné status quo
Vo vozidlách sú štandardne používané 40-55 wattové halogénové žiarovky. Ich nahradením za výkonnejšie síce získame vyššiu svietivosť, zároveň ale viac zaťažujeme alternátor vozidla a celú elektroinštaláciu. Na trhu sú k dispozícii rôzne „tuningové“ žiarovkové sady s výkonom až do 100W. Tie ale požadujú dvojnásobný odber prúdu a tým dvojnásobne zaťažujú elektroinštaláciu svetiel. V prípade, že káble neboli dostatočne predimenzované, môže dochádzať k prehrievaniu, v horšom prípade až prepáleniu káblov a spínačov. Zároveň zvýšený odber viac zaťažuje alternátor, ktorý mierne, ale predsa znižuje výkon automobilu. Napr. najnovšie športové autá pri výraznej akcelerácii, pre zvýšenie výkonu, úplne vypínajú alternátor a všetku elektrickú spotrebu uspokojujú iba z auto batérie. Xenónové svetlá ale pre svoju funkčnosť potrebujú len 35W, čo je menej ako originálne halogénové svetlá v automobile. Nemajú teda ani odber pôvodných žiaroviek, takže pôvodná elektroinštalácia im absolútne postačuje a zároveň odberové požiadavky na alternátor sú o dosť nižšie. Rovnako farba svetla klasických halogénových žiaroviek je žltá, čo unavuje oči citeľne viac ako denné svetlo.
Technické riešenie H.I.D.
Pri xenónových svietidlách sa často stretnete s označením H.I.D, čo znamená High Intensity Discharge (vysoko intenzívny výboj).
Hlavným konštrukčným rozdielom medzi halogénovými
žiarovkami a xenónmi je, že xenónové svetlá neobsahujú vlákno. Svetlo v štandardnej žiarovke je tvorené prechodom prúdu cez špeciálne vlákno, ktoré je umiestnené v sklenenej trubici vo vákuu alebo napustenej špeciálnym plynom. Základný princíp fungovania sa nezmenil už od svojho vynájdenia pánom Edisonom. Práve základ tejto konštrukcie je aj jej hlavnou nevýhodou. Žiarovky, hlavne ich vlákna, sú v aute vystavované neustálim otrasom. Neustále kmitanie vlákien oslabuje ich pevnosť až dôjde k pretrhnutiu. Následne je nevyhnutné žiarovku vymeniť. U xenónov je svetlo tvorené elektrickým výbojom medzi dvoma elektródami, ktoré sú uložené v sklenenej trubici naplnenej xenónovým plynom, ortuťou a halogenidovými časticami. Táto konštrukcia zlepšuje odolnosť voči cestným otrasom a teda predlžuje životnosť celej žiarivky. Xenónové žiarovky teda na rozdiel od halogénových vám neprestanú svietiť okamžite, ale časom začne klesať intenzita svietenia.
Napájanie samotných žiariviek je cez špeciálny elektronický vysokonapäťový menič (ballast). Ten zabezpečuje vysoké napätie pre štart žiariviek (23 kV), a stabilizované prevádzkové napätie (85V/100Hz). U niektorých áut sa zistilo, že palubné napätie má časovo miniatúrne, no napäťovo dosť výrazné výkyvy a práve tie spôsobovali časté prepálenia vlákien (vyskytlo sa to aj u jedného z najpredávanejších vozidiel v SR).
„Teplota“ svetla
Prestavbové sety sú označené nielen typom žiarivky ktorý obsahujú, ale aj číslom, ktoré udáva farbu svetla ktorú žiarivky emitujú, napr. 6000K.
Čo je teda K? Kelvin je základnou jednotkou SI, ktorá definuje teplotu. Nula Kelvinou je označovaných aj za absolútnu nulu = -273,15°C. Táto jednotka sa však často používa aj na označenie farebnej teploty svetelného zdroja, pričom so štandardnou teplotou nemá nič spoločné. Toto označovanie sa používa ako pre svietidlách, tak aj vo výpočtovej technike, fotografovaní a množstve iných oblastí. Veľa ľudí sa zároveň chybne domnieva, že teplota farby je klasifikáciou jasnosti vyžarovaného svetla. Nie je to ale správne. V skutočnosti, čím je teplota svetla vyššia, tým nižší svetelný výstup získate. Ideálnym príkladom je čierne svetlo. Jeho svetelná teplota je niečo nad 14.000 K a má takmer nepoužiteľnú svietivosť alebo lumenový výstup. Vyššie kelviny, ako sú 12.000 – 14.000, sú vyrábané iba pre špeciálne účely a pre „bežného“ človeka nemajú žiadne využitie.
Farba svetla je však veľmi dôležitá. Pre človeka je najprirodzenejšie sledovať svoje okolie pri slnečnom svetle, resp. s osvetlením podobnej farebnosti. Napriek tomu, že by ste mali výkonnejšie osvetlenie, jeho neprirodzená farba by vám už po krátkej dobe spôsobovala problémy so sledovaním okolia.
Zopár príkladov
- 1700 K: Plameň zápalky
- 2000 K: Západ letného slnka
- 2800 K: Klasická žiarovka
- 3200 K: Halogénová žiarovka automobilu
- 3400 K: Ateliérové a fotografické svetlá
- 4100 K: Mesačné svetlo
- 5000 K: Denné svetlo
- 5770 K: Slnečné svetlo
- 6000 K: Xenónové výbojky
- 7500 K: Zamračená obloha
- 8000 K: Bledomodré svetlo
- 9300 K: TV obrazovka (analógová)
Výbojky s farbou svetla nad 8000K, teda 10 000K a 12 000K nie sú v cestnej doprave použiteľné, pretože farba svetla je veľmi tmavá, svetelný tok je nízky a citlivosť ľudského oka na tieto farby svetla je veľmi malá.
Svetelná účinnosť
Svetelná účinnosť udáva, koľko svetla svetelný zdroj (lm) vyžiari na jeden Watt svojho príkonu. Týmto údajom hodnotíme svetelnú účinnosť každého svetelného zdroja.
HID H7 4500K je v porovnaní s klasickou žiarovkou H7 5,5 krát účinnejší svetelný zdroj. Svetelný tok HID H7 35W výbojok je trojnásobný v porovnaní s klasickými 55W žiarovkami.
Prevádzková teplota
Prevádzková teplota HID je o 50-150 oC nižšia ako prevádzková teplota klasických halogénov. Preto xenón v telese svetla nespôsobuje žiadne škody.
Životnosť
Profesionálne prestavbové sety majú životnosť od 2500-3200 hodín. To je zhruba 5-8 násobok životnosti klasických kvalitných halogénov. Pričom za životnosť sa považuje doba, pokiaľ svietivosť výbojok dosahuje aspoň 80% svietivosti novej výbojky. V praxi to znamená, že aj po uvedenej dobe bude xenónové svetlo stále svietiť, avšak už menej intenzívne.
Nevýhoda
Nevýhodou xenónových svetiel je štart výbojky za studena. V prvých 3 sekundách výbojka dosahuje svietivosť maximálne na úrovni halogénovej žiarovky. Plný výkon dosahuje po cca 10 sekundách. Tento fakt obmedzuje xenóny pre použitie do diaľkových svetiel. Častým zapínaním / blikaním sa tiež životnosť podstatne skracuje (na cca 800 hodín).
Toľko teda teória. V ďalšej časti si vyskúšame prestavbu auta na xenónové svetlá a porovnáme účinnosť jednotlivých svietidiel.