Системите за осветление на превозни средства стават все по-сложни. Отдавна осветителните системи поставят строги изисквания към сервизите, що се отнася до поддръжката и монтажа. Предлагаме ви добър преглед на различните осветителни системи и техните компоненти, заедно с техните свойства и специални характеристики.
Светлинни източници.
Електрическите крушки се използват като източник на светлина в осветлението на автомобила. По време на електрически ток нишката на лампата се нагрява и при определена температура започва да излъчва светлина. Енергията на светлината, която е видима от човешкото око, представлява само малка част от електрическата енергия, консумирана от лампата. По-голямата част от него се отделя под формата на топлина. Автомобилната лампа се състои от круша, една или две нажежаеми нишки, капачка със или без фланец и клеми. Нишката трябва да издържа на високи температури и да е с малки размери. Следователно тя е направена от тънка волфрамова тел, обвита в цилиндрична спирала. Спиралата е прикрепена към електродите, така че да изглежда като права линия или кръгове. Огнеупорният волфрам има точка на топене 3380 ° C. Бобината се нагрява до температура 2300..2700 ° С. С увеличаването на температурата на спиралата яркостта и светлинната ефективност на излъчването на лампата се увеличават. Въпреки това, при температури над 2400 ° С, волфрамът започва да се изпарява енергично и, като се утаява по стените на стъклената крушка, образува тъмно покритие, което намалява светлинния поток на лампата.Волфрамът се изпарява по-интензивно във вакуумните лампи, така че когато те имат мощност над 3 вата, те се пълнят със смес от инертни газове аргон и азот или криптон и ксенон. Поради високото налягане на инертните газове в колбата на напълнената с газ лампа се допуска по-висока температура на нагряване на спиралата, което позволява да се увеличи ефективността на светлината до 14 … 18 lm / W с експлоатационен живот от 125 … 200 h. Възможно е температурата на нажежаемата жичка да се повиши до 2700 … 2900 ° C при халогенни лампи, които имат светлинен коефициент на полезно действие с 50-60% по-висок от обикновените лампи. Халогенната колба се напълва с инертен газ и малко количество йодни или бромни пари. В тези лампи волфрамовите частици, отложени по стените на колбата след изпаряване на нишките, се комбинират с йодните пари и образуват йоден волфрам. Веднъж в кварцова стъклена колба с температура 600 … 700 ° С, волфрамът се изпарява, дифундира в зоната с висока температура около нишката и се разделя на волфрам и йод. Волфрамът се утаява обратно върху нишката и йодната пара остава в газовото пространство на колбата.Халогенните крушки се отличават от обикновените крушки с нажежаема жичка по по-малкия размер на крушката и повишената яркост на нишката. Тъй като волфрамът не се утаява на повърхността на крушката, той е прозрачен през целия живот на лампата.Цокълът е предназначен за закрепване на лампа към патрон за осветителни тела и за подаване на енергия от източника към електродите, които свързват контактите на гнездото с нишките. Автомобилните лампи имат щифтове или фланци с различен дизайн. В първия случай е трудно да се осигури точното местоположение на нажежаемата жичка спрямо щифтовете и не е възможно надеждно да се фиксира лампата в патрона. Поради това такива лампи се използват главно в осветителни тела, които нямат строги изисквания към осветителните характеристики. За точното улавяне на нишките спрямо фокуса на параболичния отражател, лампите за фарове на автомобила са оборудвани с капачка за фокусиране на фланеца. В дизайна на фланеца задължително се включва елемент, който ви позволява да поставите лампа в него само в едно конкретно положение. Вибриращите товари върху нажежаемата жичка и устройството за фиксиране на лампата в патрона намаляват еластичното окачване на патрона или осветителното тяло на автомобила. Токът, изразходван от лампата, светещият поток и светещата ефективност на излъчването зависят от напрежението на източника на енергия. Тъй като се увеличава спрямо проектната стойност, тези цифри се увеличават, но животът на лампата рязко намалява. С намаляването на напрежението нишката се нагрява по-малко, така че светещият поток и светещата ефективност на излъчването намаляват. Когато напрежението падне до 50 … 60%, лампата практически не излъчва светлина.
ОСНОВНИ ПРИНЦИПИ НА ТЕХНОЛОГИЯТА ЗА ОСВЕТЛЕНИЕ НА АВТОМОБИЛИ
Светлинен поток Φ Единица: лумен [lm]
Светлинен поток F е терминът, използван за описание на пълната светлинна мощност, излъчвана от светлинен източник.
Светлинен интензитет I Единица: кандела [cd]
Светлинният интензитет е частта от светещия поток, излъчващ в определена посока.
Осветеност E Единица: лукс [lx]
Осветеността Е определя съотношението на въздействащия светещ поток към осветената повърхност. Осветеността е 1 lx, когато светещ поток от 1 lm импира площ от 1 m² равномерно.
Яркост L Единица: кандела на квадратен метър [cd / m2]
Luminance L е впечатлението за яркост, което окото има от светеща или осветена повърхност.
Светлинна ефективност ŋ Единица: лумен на ват [lm / W]
Светлинната ефективност h определя степента на ефективност, с която консумираната електрическа енергия се трансформира в светлина.
Цвят и температура K Единица: Келвин [K]
Келвин е единицата за температура. Колкото по-висока е температурата на светлинен източник, толкова по-голям е делът на синьото и по-ниският дял на червеното е в цветовия спектър. Една крушка с топла бяла светлина има цветна температура приблизително. 2700 K. Въпреки това, при 4250 K, газовата лампа (D2S) има хладна бяла светлина, която е по-подобна на дневната (приблизително 5600 К).
Крушка
Крушките (вакуумни лампи с нажежаема жичка) са температурни радиатори, тъй като волфрамовата нишка е направена да свети чрез добавяне на електрическа енергия. Както вече споменахме, светлинната мощност на стандартна крушка е сравнително ниска. В допълнение, изпарените волфрамови частици, които могат да се видят ясно като черни белези на крушката, намаляват всички технически стойности на осветлението, а експлоатационният живот на такива крушки е сравнително кратък.
Халогенната крушка предлага значителни предимства в сравнение с класическите крушки. Добавянето на малки количества халогенни атоми, например йод, може да намали почерняването на крушката. Благодарение на така наречения „цикъл процес“ халогенните крушки могат да работят при по-високи температури със същия експлоатационен живот и по този начин предлагат по-голяма ефективност.
ЦИКЛЕН ПРОЦЕС В Халогенната крушка
Волфрамовата нишка е направена да свети чрез добавяне на електрическа енергия. Това води до изпаряване на метала от нишката. Благодарение на халогенния пълнеж (йод или бром) на светлината, температурата на нажежаемата жичка нараства до почти точката на топене на волфрам (приблизително 3400 ° C). Това води до висока светлинна мощност. В непосредствена близост до стената на горещата крушка изпареният волфрам се комбинира с пълнещия газ, като образува полупрозрачен газ (волфрамов халид). Ако газът отново се приближи до нишката, той се разгражда поради високата температура на нишката и образува хомогенен волфрамов слой. За да продължи този цикъл, външната температура на електрическата крушка трябва да бъде 300 ° C. За да постигне това, крушката от кварцово стъкло трябва да приляга плътно около нишката. Друго предимство е, че може да се използва по-високо налягане на пълнене, като по този начин се бори с изпаряването на волфрама. Газовият състав в крушката е определящ за светещата ефективност. Добавянето на малки количества инертни газове, като ксенон, намалява разсейването на топлината от нишката. Предлагат се два различни вида халогенни крушки. Видовете H1, H3, H7, H9, H11 и HB3 имат само една нишка. Използват се за къси и дълги светлини. Крушката H4 има два нишки, един за къси и един за дълги. Нажежената жичка за къси светлини е снабдена с капачка за покритие. Това има за задача да покрие ослепителния дял на светлината и да произведе линията на прекъсване. H1 + 30/50/90 и H4 + 30/50/90 са усъвършенствани разработки на конвенционалните H1 или H4 крушки с инертен газов пълнеж.
Предимства / разлики на халогенните крушки в сравнение със стандартните крушки
- Може да се работи при по-високи температури
- По-висока осветеност, до 30/50/90% повече между 50 и 100 метра пред автомобила, а обхватът на осветеност се увеличи с до 20 метра
- Повече безопасност при шофиране през нощта и при неблагоприятни метеорологични условия
Крушките H7 имат по-висока осветеност, по-ниска консумация на енергия и по-добро качество на светлината в сравнение с H1 крушките. Те се предлагат и като H7 + 30/50/90.
Халогенни крушки със синьо покритие
Халогенни крушки със синьо покритие също са налични от известно време. За разлика от конвенционалните халогенни крушки, тези крушки произвеждат синкаво-бяла светлина (до 4000 К) и по този начин са по-близо до цвета на дневната светлина. Светлината изглежда по-ярка и по-контрастна за окото. Това трябва да помогне на шофьорите да шофират по-дълго без умора. Това впечатление обаче е субективно. Тези, които искат максимална светлинна мощност, се обслужват по-добре от крушките +30/50/90.
Мигачи
Досега като пътепоказатели са използвани светлини със стъклени крушки с кехлибарен цвят. Индикаторните крушки Magic Star се предлагат и за дизайнерски ориентирани драйвери. Когато са изключени, те почти не се виждат в сребърния отражател. Характерната кехлибарена светлина се излъчва само при обичайната яркост, след като са включени. Прилагането на няколко интерференционни слоя върху стъклената крушка на светлината утолява определени части от светлинния спектър, излъчван от нишката. Само кехлибареният дял прониква в слоевете и след това става видим.
Газоразрядни лампи
Газовите лампи генерират светлина в съответствие с физическия принцип на електрическото разреждане. Чрез прилагането на напрежение за запалване от баласта (до 23 KV в баласти от трето поколение ), газът между електродите на лампата (напълнен с инертния газов ксенон и смес от метали и металохалогениди) се йонизира и прави светлина с помощта на лека дъга. По време на контролираното подаване на променлив ток (при приблизително 400 Hz) течните и твърди вещества се изпаряват поради високите температури. Лампата достига пълната си яркост само след няколко секунди, когато всички компоненти са йонизирани. За да се предотврати разрушаването на лампата чрез неконтролирано увеличаване на тока, токът е ограничен от баласт. След достигане на пълната светлинна мощност е необходимо работно напрежение (не напрежение на запалване) от само 85 V, за да се поддържа физическият процес. Светлинният поток, светлинната ефективност, яркостта и експлоатационният живот са значително по-добри, отколкото при халогенните крушки. Газовите лампи се категоризират според съответната им разработена версия: D1, D2, D3 и D4. „D“ означава „изпускане“. Има няколко основни разлики между поколенията. Лампите D1 например – оригиналните ксенонови крушки – имат интегрирана секция за запалване. От друга страна, лампите D2 се състоят само от самата горелка и за разлика от всички други разработени версии на автомобилни газови лампи, нямат външна защитна стъклена крушка около изпускателната тръба. Всички допълнителни разработки имат крушка с UV защита и са много по-здрави в дизайна си. Старият D1 често се обърква за текущата лампа D1 S / R с интегриран модул за запалване. По-нататъшните разработки на лампите D1 и D2, лампите D3 и D4, са по-екологични, тъй като не използват живак. Поради различни електрически параметри (42 V вместо 85 V дъгово напрежение, с идентичен изход), лампите D3 и D4 не могат да се използват с контролните устройства за D1 или D2 лампи.
Сравнение между газоразрядна лампа с нишка (халоген) / (ксенон)
| Халогенна крушка (H7) |
Газоразрядна лампа |
| Източник на светлина |
влакно |
Лека дъга |
| яркост |
1450 cd / m2 |
3000 cd / m2 |
| мощност |
55 W |
35 W |
| Енергиен баланс |
8% светлинна радиация
92% топлинна радиация |
28% светлинна радиация
58% топлинна радиация
14% UV радиация |
| Срок на експлоатация |
прибл. 500 ч |
2500 ч |
| Вибрация-доказателство |
до известна степен |
да |
| Напрежение на запалване |
не |
да 23 000 V (3-то поколение) |
| Електронно управление |
не |
да |
Следните букви могат да бъдат намерени на крушките
- Име на производителя
- 6 или 6 V, 12 или 12 V, 24 или 24 V означава номиналното напрежение в съответствие с правило 37 на ECE.
- H1, H4, H7, P21 W означава международното описание на категориите за стандартизирани ECE крушки, например 55 W.
- E1 указва в коя страна е бил тестван и одобрен източникът на светлина. „1“ означава Германия.
- „DOT“ означава, че е одобрен и за употреба на американския пазар.
- „U“ означава крушки с редуцирано от UV лъчение, според ECE. Крушките се използват например при фарове с пластмасови капаци.
- Маркировката за одобрение, предоставена от съответните органи, например Е1 (Федерален департамент за моторни превозни средства във Фленсбург), е надписана на крушката и е или 37 R (E1) + петцифрено число или само (E1) + трицифрена цифра номер (понякога буквено-цифрови кодове, виж илюстрацията).
- Повечето крушки имат кодирана марка на производителя. Това прави възможно проследяването на производителя.
- Тъй като не всички крушки разполагат с достатъчно място за маркировката, законодателят предписва само следната задължителна информация: Производител, продукция, маркировка за проверка и маркировка за одобрение. Въпреки регенерацията в крушката, волфрамовата тел постепенно се износва, като по този начин ограничава експлоатационния живот. Срокът на експлоатация и светещата ефективност до голяма степен зависят от съществуващото захранващо напрежение, наред с други фактори. Като правило може да се каже: Ако захранващото напрежение на светлината се увеличи с 5%, светлинният поток се увеличава с 20%, но в същото време експлоатационният живот се намалява наполовина. Поради тази причина серийни резистори се използват в някои типове превозни средства, за да се предотврати надвишаването на захранващото напрежение в 13,2 V. В съвременните превозни средства напрежението се регулира чрез модулация на импулсна ширина. В случай на понижено напрежение, напр. Ако алтернаторът е дефектен, е точно обратното. Сега светлината има значително по-голям червен дял и светлинната ефективност е съответно по-ниска.
- ПРАКТИЧЕСКИ СЪВЕТИ
- Ксеноновите фарове изискват високо напрежение за запалване, поради което конекторът за захранване на баласт винаги трябва да бъде отстранен, преди да се извърши каквато и да е работа по фаровете.
- Когато използвате нова крушка , никога не докосвайте новата стъклена крушка, тъй като пръстовите отпечатъци ще бъдат изгорени и ще направят крушката непрозрачна.
- Ако ксеноновата крушка се счупи в затворено помещение (работилница), помещението трябва да се проветрява, за да се предотврати опасност за здравето поради токсични газове. Ксеноновите лампи D3 и D4 вече не съдържат живак и поради това са по-екологични.
- Стандартните крушки с нишки и халоген не съдържат материали, които са проблематични от екологична гледна точка и могат да бъдат изхвърляни с нормални битови отпадъци.
- Ксеноновите крушки са специални отпадъци. Ако крушката е дефектна, но вътрешната стъклена крушка все още е непокътната, тя трябва да се изхвърля като специални отпадъци, тъй като сместа от газове / метали съдържа живак и по този начин е изключително токсична при вдишване. Ако стъклената крушка е била унищожена, например при авария, ксеноновата крушка може да бъде изхвърлена с нормални битови отпадъци, тъй като живакът ще се изпари.
- При ксенонови лампи D3 и D4 живакът е заменен с нетоксичен цинков йодид. Тези крушки могат да се изхвърлят с нормални битови отпадъци.
- Няма отделни съвети за светодиоди, тъй като те обикновено не могат да бъдат заменени.
ENGINEERING AND TECHNOLOGY IN TRANSPORT Diagnostics and repair
