Ксенон пришел к нам недавно и получил большую популярность. Основное достоинство такого вида оптики — меньшее энергопотребление при ярком и мощном свете. Первая газоразрядная ксеноновая лампа для автомобиля была разработана фирмой Philips и носила имя D2S ®. HID-лампы (High Intensity Discharge) стали применяться в автомобильных осветительных приборах с 1992 года. Если для иномарок заводской ксенон чаще имеет температуру 4300K. При этом соблюдаются несколько условий — линзовая оптика, автокорректор и омыватели фар. Заводской ксенон имеет сертификаты одобрения автопроизводителей и EC.
Теперь же мы поговорим о колхозерах ставящих его в «отечественные ведра» и на иномарки различного калибра с стандартной оптикой. В сводной статье будет использоваться статья Максима Приходько и Геннадия Емелькина из журнала За рулем №12 2008, а так же информация с Volkswagen Technical Site. Приступим. Совсем иная картина, когда ксенон ставят на автомобиль, чьи фары не рассчитаны на такие «прожекторы». Каждый раз, когда ночью встречный автомобиль бьет по глазам своими модными фарами, во мне закипает чувство праведного гнева. «Доколе?!» – возопили мы и решили встать на тропу войны. Вот только несколько цитат из прайс-листов фирм, занимающихся установкой ксеноновых ламп: «Это красиво, современно и стильно»; «Бережет ваши глаза при движении по слабоосвещенным дорогам»; «Ксенон – символ престижа!» Вы еще не бросились в магазин? Возьмите в толк: «Ксеноновый свет привлекает внимание других участников движения (!), следовательно, повышает вашу безопасность». Как, и теперь не соблазнились? Тогда учтите, что… «ксенон доступен каждому!» Самостоятельно устанавливать газоразрядные лампы вместо галогенных никак нельзя – не позволяют строгие требования к распределению светового потока. Даже незначительное, всего на 0,3 мм, изменение фокусного расстояния чудовищно искажает светораспределение. А ведь у такой лампы и другие характеристики иные. Чего уж ждать от фар после такой замены! Для перехода на газоразрядные лампы потребуется доработать конструкцию фары, а также дооснастить ее современным корректором света и мощным омывателем. Задача корректора – регулировать направление луча с учетом загрузки автомобиля. В фаре с галогенной лампой такой корректор есть, но положение луча корректирует водитель, вращая колесико на панели приборов, электрический моторчик лишь изменяет положение рефлектора в корпусе фары. Для современной ксеноновой фары такой уровень оперативности неприемлем. Мощный поток света необходимо корректировать быстро, чтобы не слепить водителей. В этом фаре помогают датчики положения кузова: например, не остаются незамеченными его отклонения при разгоне и торможении; время реакции – десятые доли секунды. Такая коррекция получила название динамической системы стабилизации.Грязь на ксеноновой фаре работает как отражатель и искажает направление пучка света, поэтому-то и необходим омыватель. Как ни удивительно, российский ГОСТ вообще не рассматривает омыватель как необходимую опцию!
Список дополнительных компонентов для «правильного» ксенона получается внушительным, поэтому и цена нового автомобиля с такими фарами обычно на 25–35 тысяч рублей больше. Самодеятельный же ксенон (преимущественно китайского производства) потянет всего на 2–4 тысячи рэ, еще столько же потребуется заплатить за установку Самое главное – ксеноновая лампа, установленная в обычную фару, светит как прожектор: нет привычных светотеневых границ, и ручной корректор здесь бессилен. Вот отчего автомобиль с такими фарами просто-напросто ослепляет встречных водителей. В случае, если вы стали жертвой ксенона и перестали видеть, постарайтесь остаться в своей полосе, включите аварийку и снижайте скорость медленно.
Почему все-таки ксеноновая самодеятельность так популярна? Может, органы правопорядка не очень строги к подобным шалостям? Или дело в недостатке культуры поведения (главное, что мне лучше видно, а до остальных нет дела)? Или в неуемном желании быть не как все? В ходе наших ночных бдений мы не раз слышали от законопослушных граждан, что «ксеноновые колхозники» просто достали и сил уже нет моргать им дальним светом – все равно не помогает! Интересно, сколько ДТП из 156 тысяч, зарегистрированных за январь – сентябрь этого года, произошло из-за того, что водителей ночью в буквальном смысле ослепили? Такой статистики нет… Вадим Нистратов, руководитель группы конструкторских разработок ООО «Аутомотив Лайтинг»: Есть правила ЕЭК ООН № 37 и № 48, по ним в России и проверяют работу светотехники. (Ст. 15 Конституции РФ: «Общепризнанные принципы и нормы международного права и международные договоры Российской Федерации являются составной частью ее правовой системы. Если международным договором Российской Федерации установлены иные правила, чем предусмотренные законом, то применяются правила международного договора». – Ред.) Грязь, попавшая на рассеиватель, искажает светораспределение. Штатные фары при условии, что они отрегулированы и оснащены лампами должного номинала от надежного производителя, гарантируют хорошее освещение на дороге, чего не скажешь о всевозможных китайских поделках. «Ксенон из магазина» – это нонсенс. Это по своей сути тепловозный прожектор, ослепляющий встречного водителя. Кстати, водители часто оттирают поликарбонатный рассеиватель от пыли и грязи сухой тряпкой, царапая его. Делать этого нельзя. Царапины искажают световой ручок. Такой слепит встречных. А с мощным ксеноном еще хуже Далее довольно интересные размещения пользователя Hysteresis с сайта VTS:
«Ксенонщиков», которые, допустим, пристроятся сзади и, волей-неволей, я предпочитаю пропустить такого придурка, чтобы иметь больше шансов увидеть какого-либо другого придурка в зеркала заднего вида. Но, как я обратил внимание, очень много дорогих иномарок в Питере ездит просто с дальним (хотя ксенон у них и заводской). Есть идиоты, что и не на «ксеноне» умудряются слепить дальним, хотя их значительно меньше. Очень много тех, кто выполняет «3 завета слепящего ксенона»:
1. Использование ламп, выполненных с низкой точностью (а чаще всего цоколи лепять «просто так», лишь бы в фаре держалась). Таких ламп много, так как много желающих сэкономить.
2. Использование корейских и китайских ламп с цветовой температурой 6000-12000К. Таких тоже много, как и идиотов обеспечивающих спрос.
3. Установка самостоятельно без каких-либо проверок и регулировок. Главное «понты», — всё равно, ведь, ярче светят чем прежние, — этому и радуются. Следует отметить, что довольно хороший результат можно получить и на фаре с линзой Френеля, если установить в неё газоразрядную лампу с цветовой температурой 3500К, или, в крайнем случае, 4300К. А «дальше» лучше не экспериментировать.
Дело в том, что любая линза (в том числе и Френеля) по-разному преломляет электромагнитные волны разной длины волны. Стеклянные линзы в воздухе сильнее преломляют синий/фиолетовый/ультрафиолетовый свет, слабее преломляют жёлтый/красный. Угол преломления находится В ПРЯМОЙ ЗАВИСИМОСТИ с длиной электромагнитной волны.
Инфракрасный 750-950 нм.
Красный: 630-700 нм.
Жёлтый: 560-620 нм.
Зелёный 520-540 нм.
Синий 440-500 нм.
Фиолетовый 380-410 нм.
Ультрафиолетовый 340-380 нм.
Жёсткий ультрафиолет 260-330 нм.
Для чего я забиваю Вам голову этими цифрами, — а вы читайте дальше и поглядывайте в табличку. Надеюсь такая «физика на пальцах» поможет понять Вам «почему ксенон слепит». Оговорюсь, что цифры привёл по памяти, так что они на 20-30% могут отличаться от общепризнанных классификаций цвета. Но эти цифры позволят Вам примерно представлять то, «как работает закон преломления на границе сред», то есть Вы наглядно поймёте на сколько это существенно — различия спектра источника света, если поверите, что электромагнитная волна(ЭМВ) длиной волны 100нм. преломляется на угол вдвое больший чем ЭМВ длиной волны 200нм. То есть 200нм ЭМВ преломляется «хуже», нежели 100нм.
Энергия электромагнитного излучения лампы накаливания (сейчас речь идёт об обычной автомобильной «галогенке»), в основном сосредоточена в диапазоне 570-670нм. Есть немного в зелёном спектре и побольше в инфракрасном. Так же совсем немного присутствует излучение в синем, фиолетовом и ультрафиолетовом. При этом энергия синего, фиолетового, ультрафиолетового излучения составляет менее 20% от энергии всего излучения. А с учётом теплового (инфракрасного) излучения, которое мы не видим, относительно оставшегося, синий, фиолетовый и ультрафиолетовый спектра очень малы по своей энергии. В обычных лампах накаливания этот спектр излучений, вообще, ничтожен, поэтому они и смотрятся "«совсем жёлтыми».
Цветовая температура, по своей сути, показывает баланс энергии разных цветовых спектров. «Жёлтый» свет обычной лампочки, что у Вас на столе — 1200-1600К. А «галогенки» — 2100- 2700К. Избранные галогеники (Philips Vision Plus) имеют цветовую температуру порядка 3500К. Что Вам могут сказать эти цифры? Да то, на какую «расчётный диапазон длин волн» опираются конструктора при расчёте оптической системы головного света. При этом они могут быть уверены, что синий/фиолетовый/ультрафиолетовый спектры тех ламп, которые будут вставляться в их фары будет ничтожно (в необходимом приближении) мал по сравнению с диапазоном длин волн 570-670нм. Чем дешевле лампа, тем большая часть энергии спектра сосредоточена в районе 640нм и меньше высокочастотного спектра, корректирующего цветовую температуру. На колбы некоторых ламп, чтобы изменить соотношение энергии спектров красно-жёлтого с синим, наносят синий фильтр, блокирующий часть жёлто-красного спектра, тем самым увеличивая процентную долю синего.
Энергия ЭМИ газоразрядной лампы (из тех, что можно установить в фару) в основном сосредоточена… А вот здесь всё зависит от соотношений концентраций газов и ионов металлов, что находятся внутри колбы. Кстати, одним из основных преемуществ газорязрядных ламп является то, что их излучение в области инфракрасного спектра крайне мало (они мало греются). Как не сложно догадаться «здесь всё наоборот», — производители стараются (Philips, Osram и прочие «нормальные») увеличить долю красного и жёлтого спектров, чтобы сделать общее спектральное распределение более равномерным. Так же производители борятся с ультрафиолетовым и жёстким ультрафиолетовым излучениями.
Проще всего сделать газоразрядную лампу с максимумом излучения в зелёно-синем спектре. Отчего же не делают уважающие себя производители таких ламп? Так покупать же не будут, — нормальному потребителю равномерный спектр подавай, чтобы на спектр солнышка был похож. Где и синего и жёлтого и красного и зелёного ПОРОВНУ. Равномерный спектр сделать крайне сложно. Такие лампы имеют очень высокую цену и очень ограниченный срок службы (применяются в проекторах для презентаций, в студийнов освещении, освещении прилавков дорогих торговых площадей и т. п.) Но у нас народ (особенно молодый «гонщеги») ненормальный. Поэтому на удивление, дешёвые китайские и корейские газоразрядные лампы с плохим балансом спектра в России продаются ОЧЕНЬ ХОРОШО. В чём особенность этих ламп? Ка я уже упомянул, — большая доля ультрафиолетового и фиолетового излучений, что «сдвигает» цветовую температуру ближе к 8000К. 12000 сделать тоже сложно, — дело в том, что при большой концетрации паров ртути (которые отвечают за излучение коротковолнового видимого спектра) значительно увеличивается ЖЁСТКОЕ ультрафиолетовое излучение, что само по себе «уже не смешно» и даже китайцы не хотят лишать людей зрения. Правда не все китайцы столь гуманны… Вообщем приходится подбирать хитрые комбинации газов паров металлов, которые лидеры данной промышленности и не думали подбирать (какому дураку нужно 12000К искренне удивится любой инженер Philips).
Какое стоит сделать промежуточное резюме — «ксенон» что сейчас популярен у «сракеров» имеет цветовую температуру 8000К и выше. Чем выше — тем хуже, потоу как только цветовая температура «переваливает» за 5500К, уже не только красный, жёлтый и фиолетовый называются «корректирующими» спектрами (выправляющими цветовую температуру), но и зелёный. А основная энергия излучения «уходит» в долю ультрафиолетовый-фиолетовый-синий. То есть максимум излучения перемещается с 530-560нм (напомню, что у «галогенок» 570-670нм) в область 380-450нм. А самые «отчаянные сракеры» пробивают сумрак с лампами 12000К, максимум энергии спектра которых приходится на 330-440нм, что, на близки расстояниях (менее метра), уже крайне опасно для зрения. А теперь сравним спектр ламп «точилы» классического «сракера» со спектром заводской «галогенки»: Галогеновая лампа накаливания: максимум излучения в диапазоне 570-670нм.
Газоразрядная дешёвая лампа 8000К: максимум излучения в диапазоне 380-450нм.
Теперь как в школе посчитаем среднюю длину волны. «Галгенка»: 620нм.
«Ксенон»: 415нм. Таким образом, подводя итог, Вам теперь стало понятно, что «ксенон» преломляется в 1,5 сильнее, нежели «галоген», что очень значительно.
Не буду вдаваться в физику, но сделаю важное заключение: Производитель оптики вряд ли рассчитывал отклонение основного параметра источника света ± 50% Конструирование линз френеля подразумевает расчёт для определённого диапазона длин волн, использование соответствующих материалов. И при всём при этом, даже при очень точном расчёте и последующем качественном производстве стекла фары, всё равно контрастность перехода свет-тень световой границы фары с линзой френеля заметно хуже конрастности границы фар с гладким передним стеклом (так пучок формируется полностью металлической поверхностью рефлектора) или же «линзованной» фарой (в ней установлена одна линза, а верхнюю часть пучка диафрагмируется непрозрачной шторкой).
Для тех «ксенонщиков», кто наткнётся на этот на мой «опус» напишу нижеследующее:
В газоразрядных лампах большой цветовой температуры довольно значительная часть спектра излучения находится в области фиолетового и ультрафиолетового излучения. Таким образом световой поток, испускаемый этой лампой, заметно меньше чем световой поток ламы со «стандартной» цветовой температурой 4300К. К этому все следует добавить, что, за счёт вышеописанных физических процессов, свет фар с лампой большой цветовой температуры создаёт больше бликов на мокром асфальте, лучше (а для водителя хуже) рассеивается в снегопад или в тумане. Хорошие противотуманные фары делаются с жёлтым светофильтром, — за счёт понижения цветовой температуры («срезанию» коротковолнового видимого спектра) водитель получает лучшую контрастность освещаемой дороги в тумане, за счёт того, что больше света, отражается именно от объектов на дороге и попадает в глаза, нежели света, отражающегося от тумана, который играет роль «шума» для нашего зрения. Устанавливая в фары 12000К «ксенон» Вы увеличиваете долю шума в приходящей в Ваш глаз «картинке». Понятно что и других Вы слепете больше по тем же самым причинам.