Фары галоген что это
Галогенные фары. Достоинства и недостатки. Галоген или ксенон?
Для любого водителя важным является то, чтобы фары его автомобиля в ночное время суток могли обеспечивать хорошее освещение, ведь это напрямую влияет на безопасность движения. Раньше в автомобильных фарах в качестве освещения использовались обычные лампы накаливания. Но сегодня на смену им пришли более совершенные варианты освещения. Одним из таких вариантов являются галогенные фары.
В статье рассмотрим, что собой представляют галогенные фары, какие у них положительные и отрицательные свойства, также сравним их с ксеноновыми фарами – это сравнение приводят нередко, чтобы было наглядно видно свойства и тех, и других ламп. 
Устройство галогенных фар
Вцелом, галогенные фары даже своим общим устройством во многом схожи с лампочкой накаливания. В них имеется цоколь, по которому производится подача напряжения на осветительный элемент, и, также, благодаря ему осуществляется фиксация лампы в патроне.
Цоколь соединен с двумя электродами, между которого натянута спираль из вольфрама. Именно эта спираль и представляет собой источник света. Когда электрический ток проходит по спирали, она сильно разогревается, и это сопровождается ярким свечением.
Вольфрам окисляется при контакте с воздухом. Для того, чтобы процесса окисления не произошло, электроды и спираль помещаются в колбу.
В лампе накаливания воздух откачан. Но в процессе эксплуатации температура приводит к тому, что атомы вольфрама отделяются, а потом оседают на менее нагретых поверхностях. Но здесь есть два недостатка: вольфрамовая нить постепенно становится тоньше, позже — вообще перегорает. Еще одни минусом является то, что конденсация на стенках колбы атомов металла приводит к потемнению стекла.
В галогенной лампе колба заполняется буферным газом. Присутствие буферного газа играет большую роль – он не дает конденсироваться атомам вольфрама спирали и в конце на нее наседают снова.
Вцелом, применение галогенных газов значительно повышает срок службы осветительного элемента. Также они увеличивают температуру нагрева спирали, что обеспечивает яркость свечения.
Фары – галогены производятся с разной температурой свечения. Благодаря этому к ним можно легко подобрать осветительный элемент, который будет работать в любых условиях (в туман, дождь, снег, также в темное время суток).
Достоинства и недостатки галогенных ламп
Разберем, какие у галогенных ламп достоинства и недостатки. К положительным характеристикам можно отнести:
Отрицательными сторонами является то, что галогенная лампа – это изначально, все же, лампа накаливания. Отличаются они тем, что потребляют много энергии. Также, галогенные лампы нуждаются в особом монтаже: к ним нельзя притрагиваться руками (они могут потемнеть). Это затрудняет процесс установки. 
Галоген или ксенон?
Ксеноновая лампа является прямым конкурентом галогенных ламп. Именно поэтому их часто сравнивают, чтобы выявить особенности той и другой разновидности.
Рассмотрим, в чем заключаются их отличия друг от друга:
Несмотря на некоторые недостатки, которые невооруженным глазом видно, если их сравнивать с ксеноном, галогенные лампы не сильно проигрывают. Они всегда были востребованы и применимы автовладельцами. Во многом по причине того, что они недорогие, но в то же время их свет довольно приемлем.
Видео галогенные фары
Галоген, Ксенон, LED — сравниваем, изучаем, выбираем
Эволюция транспортных средств неумолима. Последние десятилетия стали для автопрома и вовсе взрывными — гибридные и полностью электрифицированные автомобили, еще вчера казавшиеся дорогими игрушками, сегодня уже стали повседневностью. Интересно, что отдельные компоненты и системы автомобиля также претерпевают динамичные изменения, и освещение здесь не исключение: новые источники света в последнее время значительно потеснили традиционные лампы накаливания.
Сегодня сложилась уникальная ситуация — одновременно на дороге можно встретить машины, оснащенные тремя принципиально разными источниками света. Максимальное разнообразие — в головной оптике. Здесь пока еще на равных конкурирует традиционный галогенный, современный ксеноновый и перспективный диодный свет. Дополняют ли эти системы друг друга или конкурируют, и в чем принципиальная разница в характеристиках ламп?
Предлагаем в нашем сравнении начать «плясать» как раз от характеристик, ведь в конечном счете потребителя интересуют только они.
Освещение участка дороги и прилегающих к ней «окрестностей», а также объектов в прямой видимости — главная задача головного света. Освещенность определенных участков зависит от многих факторов, в том числе от расстояния от источника света, характеристик среды (наличие в воздухе тумана, капель дождя и т.д.) и в огромной степени от светового потока, который способна выдать лампа. Световой поток, в свою очередь, зависит от того, как эффективно та или иная конструкция может переводить электрическую энергию в свет. Сравнительные тесты показывают, что по соотношению мощности в Ваттах к световому потоку в Люменах, однозначным фаворитом являются светодиоды. Эти компактные источники света эффективно конвертируют электричество в свет. Так 25-ваттная LED-лампа Philips формата H7 способна выдать 1500 лм светового потока, в то время как галогенной лампе Philips для создания такого светового потока понадобится уже 55 Вт, то есть более чем в 2 раза больше!
Однако световой поток — это еще не все. Важную роль играет сила света, которая отражает распределение светового потока в пространстве. Благодаря изменению конструкции и материалов, производителям удается сконцентрировать поток световых частиц, что при общем регламентированном потоке позволяет добиться лучшей освещенности. Так, в частности, и появляются более мощные галогенные лампы (+90 %, +120 % и т.д.). Также действуют и ксеноновые, и LED-лампы, установленные в линзованную оптику. Благодаря концентрации и распределению светового потока, уменьшению рассеивания удается добиться высокой освещенности.
Цветовая температура и спектр
Чтобы правильно оценивать видимую картинку ночью важно, чтобы освещение было максимально приближено по своим качествам к естественному свету. Именно к цветовой температуре солнечного света наш глаз приучен миллионами лет эволюции. Однако спектр излучаемого искусственными источниками света отличается от солнечного.
Как видно из графиков, спектр «галогенок» сильно уходит в инфракрасный (тепло), что подтверждается и практикой — галогенные лампы очень сильно нагреваются и тратят много полезной энергии именно на «отопление», а не на освещение. Спектр ксенона дискретен: помимо хорошо воспринимаемого глазом дневного, он имеет и УФ-участок. Ультрафиолетовое излучение ксеноновых ламп обязательно нужно улавливать, поскольку оно разрушает пластик, что критично для современных фар. В Philips для этого используют патентованное кварцевое стекло с УФфильтром. В видимом же глазу человека спектре ксеноновые лампы (впрочем, как и любые газоразрядные, например, бытовые лампы дневного света) наиболее близко подходят по своим характеристикам к естественному освещению. Спектр же светодиодов очень сильно «завален» в синий, что в итоге дает холодный свет, который обеспечивает высокую контрастность освещённой поверхности, хорошо выделяя предметы на ней и способствуя быстрому определению расстояния. Однако такой свет может быть для некоторых водителей утомительным.
Спектр определяет и световую температуру, которая варьируется от 3500 К для галогеновых (самый желтый или теплый свет) до 5000 К у ксеноновых (нейтральный, дневной свет) и до 6500 К у светодиодов (холодный свет, хоть и близкий к дневному). Производители стараются делать современные галогенные лампы максимально холодными, приближая их к ксеноновым. Однако из-за упомянутой нами специфики спектра это — чисто технически — возможно только в определённых границах. Галогенные лампы менее утомительны для глаз, но их яркость может быть недостаточна, что вызовет утомление. Ксенон оптимален по цветовой температуре и утомляет меньше всего. Холодный свет LED-лампы создает высококонтрастную картинку, способствуя улучшению контроля за ситуацией. Однако он может подойти не всем водителям, вызывая усталость у некоторой их части.
Как бы ярко и мощно не светила лампа, как бы ни был приятен ее свет глазу — все это не стоит ничего, если такая лампочка работает два-три дня или боится любого дуновения ветерка. Итак, поговорим о надежности и долговечности. Без лишних слов — по этому показателю «галогенки» проигрывают конкурентам просто без шансов. Сравним: несмотря на то, что срок службы лучших галогенных ламп способен составлять до 1500 часов (например, для особых ламп Philips LongLife EcoVision), средний ресурс обычных лампочек не превышает 500 часов. А самый производительный и мощный ксенон легко переваливает за 2500 часов гарантированной работы. Про светодиоды и говорить нечего — в теории они практически вечные, однако с учетом всех нюансов все же рано или поздно «перегорают». Тем не менее ресурс работы LED-ламп составляет на менее 5000 часов. В 10 раз дольше галогенных! Такая разница понятна: как ни защищай спираль лампы накаливания, она все равно выгорит. В ксеноне перегорать нечему — светится не спираль, а газ внутри колбы. Но сама колба стеклянная, потому боится вибрации и ударов. С диодами еще проще — если обеспечить их нормальное охлаждение, то выгорать там вообще нечему, а расположение на массивной подложке обеспечивает защиту от вибрации. Именно поэтому светодиодная лампа — самая надежная и долговечная. Единственное чего она боится (и от чего в итоге когда-нибудь приходит в негодность) — скачки силы тока и напряжения, а также перегрев.
Стоимость и доступность
Цена готового изделия зачастую является определяющим фактором, как бы ни были высоки характеристики изделия. Лампа по цене атомного реактора никому не нужна. И этот «экономический» довод, пожалуй, то единственное, что до сих пор удерживает «галогенки» на плаву. Если по яркости и надёжности они полностью уступают конкурентам, то по цене за штуку они бьют светодиоды и ксенон наповал. Что не менее важно, галогенная лампа просто и быстро меняется в случае выхода из строя. Соблюдая правило «не трогать голыми руками за стекло», с заменой галогена способен справится практически любой.
С ксеноном сложнее, для своей работы он требует специального высоковольтного блока розжига, механизма управления линзой и шторкой и т.д. Сама по себе ксеноновая оптика дороже в разработке и установке, что сказывается на цене машины с таким светом. Обслуживание ксенона следует доверять только профессионалам.
То же самое — даже в большей степени — относится и к светодиодам. Несмотря на низкое энергопотребление, они также требуют особого подключения к бортовой сети с помощью устройств-драйверов, управляющих силой тока и напряжением, поступающим на диод. Также требуется установка системы охлаждения и вентиляции светодиодов. Поэтому сегодня, до принятия европейского стандарта на LED-лампы для рефлекторной оптики (хотя это событие уже не за горами), готовые LED-фары остаются прерогативой автомобилей в довольно дорогих комплектациях.
Что же в сухом остатке? Вкратце. Галоген: наименее долговечен, светит хуже всего, но при этом дешев и прост в установке, эксплуатации и обслуживании, чем и обусловлено его «место под солнцем». Ксенон: светит отлично, но довольно дорог и требует грамотного обслуживания. Кроме того, из-за специфики лампы свет включается с определённой задержкой. Светодиоды: наиболее долговечны, их изначально высокая цена постепенно снижается, а также только они позволяют реализовать перспективные технологии «умного» освещения, вплоть до проекции информации для водителя на дорожное полотно. Весьма вероятно, что «светлое» (и яркое!) будущее именно за ними.
Но вот что совершенно точно не подлежит сомнению. Какой бы свет вы ни выбрали, стоит помнить о необходимости использования исключительно качественных ламп, оптики и всего, что с этим связано. Иными словами, выбирайте продукцию известного и опытного производителя, который может позволить себе контроль качества и многоэтапные испытания. Свет — это безопасность, а на безопасности не экономят.
Галогенные лампы: история создания, тонкости конструкции, любопытные факты
Галогенные лампы используются в подавляющем большинстве автомобильных фар и пока не собираются сдавать свои позиции. Долговечность, приемлемая яркость и низкая цена — таким сочетанием потребительских свойств не могут похвастаться ни ксеноновые, ни светодиодные лампы.
Первая пригодная для освещения лампа накаливания
Прототипы лампы накаливания появились в самом начале XIX века. Автором же первой пригодной для практического применения лампы накаливания был немецкий часовщик Генрих Гёбель. Дело было в 1854 году. В качестве тела накала в его лампе выступала обугленная бамбуковая нить толщиной 0,2 мм. Источником тока выступала химическая батарея.
Разумеется, о массовом производстве и широком применении не могло быть и речи. Ни эффективный вакуумный насос, необходимый для вакуумирования ламп в промышленных масштабах, ни динамо-машина, способная непрерывно вырабатывать электроэнергию, еще не были изобретены.
Появление современных ламп
Поиск наилучшей конструкции лампы накаливания вели изобретатели по всему миру. Но именно наш соотечественник Александр Николаевич Лодыгин нашел сразу несколько принципиально важных технических решений. Именно он первым предложил сворачивать нить накаливания в спираль и заполнять колбу инертным газом.
В 1900 году молибденовые и вольфрамовые лампы Лодыгина демонстрировались на Всемирной выставке в Париже.
Трудности в создании лампы накаливания
В конструкции лампы накаливания, кажется, нет ничего принципиально сложного. Но дьявол, как всегда, скрывается в деталях.
Одна из главных трудностей — найти наиболее подходящий материал для тела накала. Физика знает, что любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, излучает все длины электромагнитных волн. По мере увеличения температуры интенсивность излучения возрастает, и одновременно его максимум смещается в сторону более коротких длин волн. При температуре выше 800 К (градусов Кельвина) тело начинает излучать видимый свет в красной части спектра.
При дальнейшем повышении температуры тела свечение смещается от красного края спектра к синему. Для многих веществ, кстати, существует возможность определять температуру на расстоянии по цвету излучения. Здесь берет начало уже упомянутая нами физическая величина — цветовая температура.
Цветовая температура солнечного света примерно равна 5500 К. Зрение человека эволюционно лучше всего приспособлено именно к такому свету. В идеале искусственный источник света должен его повторять. А для этого он должен быть нагрет до температуры как раз 5500 К.
Беда в том, что это температура солнечной плазмы, и она практически недостижима. Поэтому усилия инженеров и изобретателей, работавших над конструкцией лампы накаливания, во многом были направлены именно на это — найти для тела накала лампы такое вещество, которое выдерживало бы длительное нагревание до возможно более высокой температуры. И поскольку речь идет об электрической лампочке, при этом являлось бы проводником электрического тока.
Очевидно, что поиск очень быстро привел исследователей к тугоплавким металлам. И сегодня для спиралей ламп накаливания повсеместно используется вольфрам. Температура его плавления 3695 К. Для сравнения, температура плавления железа вдвое ниже — 1812 К.
Любопытный факт: лампа-долгожительница
Срок службы бытовых ламп накаливания около 2000 часов. Хорошие галогенки в среднем работают вдвое дольше. А лампа в пожарном депо в Ливерморе (Калифорния, США) горит непрерывно с 1901 года. Сейчас ей посвящен специальный веб-сайт, и веб-камера круглосуточно передает ее изображение.
Объяснение живучести этой лампы пока не найдено. Предположительно, все дело в составе вещества, из которого изготовлена нить — в нем много углерода. Как бы то ни было, прогресс пошел по пути совершенствования ламп с вольфрамовой нитью, а не угольной. В результате появились лампы, которые сегодня называются галогенными.
Галогенная лампа — самая совершенная лампа накаливания
Чтобы повысить эффективность излучения лампы, температура тела накаливания должна быть как можно выше. При увеличении температуры доля видимого света возрастает, а потери в инфракрасной области спектра относительно сокращаются. Однако при повышении температуры также увеличивается и испарение вольфрама из тела накала: нить становится тоньше и, в конечном счете, лампочка перегорает. Но, что гораздо хуже, испаряющийся вольфрам конденсируется на внутренней поверхности стеклянной колбы и уменьшает ее прозрачность — свет лампочки становится тусклее.
Эту проблему удалось решить в галогенных лампах путем добавления в колбу буферного газа — паров брома или йода.
Процессы, происходящие в горящей галогенной лампе:
— Вольфрамовая спираль лампы имеет температуру около 3000 градусов. При такой температуре атомы вольфрама отрываются от кристаллической решетки и улетучиваются.
— Подлетая к стенкам колбы, имеющим температуру около 1400 градусов, атомы вольфрама оседают на ее поверхности. Однако при такой температуре они соединяются с галогенами, образуя галоиды.
— Молекулы галоидов перемещаются по колбе; когда они оказываются вблизи раскаленной спирали, то под действием высокой температуры распадаются. При этом атомы вольфрама возвращаются на спираль, а атомы галогенов освобождаются для нового цикла.
Галогенный цикл позволяет поддерживать поверхность колбы прозрачной и несколько увеличивает срок службы спирали. К сожалению, процесс восстановления спирали атомами вольфрама носит случайный характер. В результате со временем некоторые участки спирали слишком истончаются и лампа перегорает.
По сравнению с обычной лампой накаливания галогенки:
— дают больше света в пересчете на 1 Ватт потребляемой мощности;
— излучают более белый свет;
— примерно в 2 раза долговечнее и гораздо компактнее.
И, разумеется, они гораздо лучше для применения в качестве источника света в автомобильных фарах.
Как делают галогенные лампы
Хотя галогенные лампы в автомобильных фарах начали применять еще в 50-х годах прошлого века, массовый переход на этот источник света произошел только спустя 30 лет, в 1980-х.
Сегодня технология изготовления галогенных ламп для автомобильных фар отработана в мельчайших деталях. Процесс полностью автоматизирован.
Последовательность изготовления галогенной лампы:
1. Вначале к молибденовым проволочкам приваривается спираль из вольфрама, которая будет играть роль тела накала.
2. Спираль помещается в стеклянную трубку, которая запаивается с одной стороны.
3. Трубка вакуумируется, полнота удаления воздуха контролируется.
4. В полость лампы добавляются галогены — бром или йод. После чего колба запаивается окончательно. Если бы колбу заполняли только галогеном, то лампа бы сразу же перегорела. Внутрь автомобильной лампы закачивают смесь газов. В эту смесь входят азот, аргон и какой-нибудь галоген.
5. Колба устанавливается в цоколь, соответствующий типу лампы. Автомат закрепляет колбу так, чтобы вольфрамовая нить накаливания находилась в строго определенном положении относительно цоколя. Это важно для правильного светораспределения фары.
6. Лампа проверяется на работоспособность.
7. В зависимости от конкретной модели лампы в нее может устанавливаться вторая вольфрамовая спираль, непрозрачный экран, а торец колбы может покрываться непрозрачной краской. Эти дополнения обеспечивают правильное светораспределение лампы и фары в целом.
Качественные галогенки — это непросто
Качественные лампы это:
— долговечность,
— яркость,
— правильное светораспределение.
Увеличению долговечности лампы и повышению мощности света помогает добавление инертного газа ксенона в смесь газов. В лампах Philips, например, для изготовления колбы используется высокопрочное кварцевое стекло Philips с УФ-фильтром (Philips Quartz Glass), благодаря которому лампа заполнена смесью газов под давлением 15 атмосфер в холодном состоянии. При работе давление возрастает в несколько раз. Галогенки с колбами из твердого стекла такое давление не выдерживают, поэтому и служат гораздо меньше.
Яркость лампы определяется параметрами и точностью расположения вольфрамовой нити внутри колбы. Поскольку вольфрам — очень тугоплавкий металл, технология его обработки довольно сложна. Значение имеет все: микрокристаллическая структура металла, примеси, длина проволоки, ее сечение, геометрия нити. При размерах нити в несколько миллиметров изготовить ее качественно непросто.
Для правильного светораспределения фары необходимо, чтобы нить располагалась точно в фокусе отражателя. Если для ближнего и дальнего света используется одна лампа, необходимо, чтобы каждая нить была точно позиционирована относительно отражателя фары.
Дешевые низкокачественные лампы легко узнать по неправильному светораспределению. В конечном счете, покупать дешевые лампочки оказывается накладно: и дорогу освещают плохо, и перегорают часто. Гораздо разумнее выбрать долговечную лампу надежного производителя.
Какие фары лучше установить – галогеновые или светодиодные, и чем одни лучше других
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Многие автовладельцы недовольны штатным положением вещей в оптике своих автомобилей. Чаще всего, эта проблема решается заменой заводских галогеновых ламп на ксеноновые или светодиодные или LED-лампы. Насколько оправдан такой выбор, и может ли исправить ситуацию такое изменение в конструкции фары?
1. Преимущества LED-ламп
О плюсах и минусах светодиодных и галогеновых ламп споры не утихают с момента появления революционных источников света. У LED действительно есть несколько существенных преимуществ, о которых стоит рассказать:
Несмотря на все плюсы, у таких ламп есть один существенный минус – они предназначены для головной оптики с предустановленными линзовыми элементами для правильной коррекции пучка света. Но как показывает практика, в жизни водители редко прислушиваются к рекомендациям производителей и тем самым совершают главную ошибку.
2. Главные недостатки ламп со светодиодными элементами
Казалось бы, светодиодные лампы должны быть на порядок лучше галогеновых во всех отношениях – ведь они ярче. Да и стоимость их может быть в пять, а то и в десять раз выше штатного освещения. Однако на деле это не так.
Итак, коротко о минусах ламп со светодиодными элементами:
Полностью решить проблему с установкой LED-ламп в машину, где такая установка не предусмотрена, можно одним конечным способом – заменив штатные фары на линзованные. Однако стоимость такой переделки может быть непомерно высока – от 30 до 100 и более тысяч рублей в зависимости от марки и модели автомобиля.
3. Плюсы и минусы галогеновых ламп
Теперь что касается галогеновых ламп освещения – проблем с ними реально меньше, ведь и стоят такие лампы на порядок дешевле. Главное их преимущество в том, что владелец авто может купить самые дешёвые китайские аналоги галогенок и проездить с ними достаточно долго.
Со светодиодными элементами освещения такой фокус не прокатит – в более дешёвых аналогах часто выходит из строя кулер охлаждения, отчего такая лампа проработает максимум год. Бывали случаи, когда китайские LED лампы работали пару дней и умирали. С галогенами всё гораздо оптимистичнее.
Далее – если вы приобретёте галогеновые и светодиодные лампы из одной ценовой категории, даже если заводские параметры у LED будут выше, разницы в свете не будет никакой. При этом покупка более дорогих светодиодов решит проблему на пару процентов, а вот дорогие галогеновые лампы смогут дать в два или в три раза больше света, и это их неоспоримое преимущество.
Существенным минусом галогеновых ламп является их постепенное потускнение, что вполне объяснимо с точки зрения физики. Нить накаливания со временем истощается, её нагрев уже не даёт того количества света, как было в момент покупки. В этом галогенки ощутимо уступают светодиодным лампам.
Только представьте – через пару лет эксплуатации автомобиля свет от оптики будет такой, словно фары залеплены грязью. Но LED-лампы будут светить с одинаковой интенсивностью и через десять лет, если раньше не умрут от перегрева.
А вот на мокром асфальте даже дешёвые галогеновые лампы показывают себя наилучшим образом. Чтобы добиться такого же результата со светодиодными лампами, придётся знатно раскошелиться, иначе либо вы ослепите идущие навстречу машины, либо полностью лишите себя видимости. Галогенки в этом случае лучше светодиодов.
К недостаткам можно отнести чувствительность галогеновых ламп к скачкам напряжения, что постепенно снижает их ресурс. Кроме того, они нагреваются до 500 градусов Цельсия, поэтому если вы захотите поменять лампу после длительной езды на ближнем свете, есть высокая вероятность получить ожог.
Но у галогенов есть ещё несколько преимуществ – например, возможна передача света, близкого к привычному для человека дневному свету. Таким образом рефлекторные фары с установленными в них галогеновыми лампами не только не слепят, но и не оказывают повышенную нагрузку на глаза водителя.
А вот после поездки на автомобиле со светодиодными фарами глаза автовладельца будут заметно уставать. А если поездка сопровождается туманом, воздействие отражающего фактора светодиодов негативно скажется на зрении водителя.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми: