Устройство и принцип работы системы освещения с ксеноновыми лампами

Главное управление образования Курганской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Катайский профессионально-педагогический техникум»

Реферат

Федоров Алексей Алексеевич

Специальность 190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта

Курс II, группа 521 Руководитель:

Бурков Алексей Михайлович

Катайск 2015

Содержание

Введение 3

1. Устройство ксеноновой лампы 4

2. Соответствие температуры и цвета ксеноновых ламп 7

3. Блок розжига ксенона 9

Заключение 11

Список используемых источников 12
Введение

Автомобильная светотехника — комплекс световой техники, использующийся для сигнализации и освещения. Автомобильное освещение монтируется в передней, в задней, а также в боковых частях транспортного средства в виде фар или фонарей. Установка может быть как выступающим элементом кузова автомобиля, так и спрятана заподлицо.

Основными назначениями автомобильного освещения заключается:

Обеспечение освещения дорожного покрытия и пространства впереди после наступления темноты

Обозначение транспортного средства, его габаритов и направления движения для других участников дорожного движения как в темное, так и в светлое время суток

Предупреждение других участников дорожного движения о намерении водителя изменить скорость или направление движения

В основе автомобильного освещения лежит цветовая мнемоника, обозначающая красный цвет как опасность, жёлтый цвет — предупреждение, а белый цвет — нейтральность.

В данной работе рассмотрим возможность применения ксеноновых ламп в автомобиле, устройство ксеноновых ламп.

1. Устройство ксеноновой лампы

Ксеноновая лампа - газоразрядная электрическая лампа, которая способна создавать внутри себя мощные, спектрально белые импульсы света.

Эта лампа состоит из запаянной трубки из стекла или кварца, которая внутри заполнена смесью инертных газов, большей частью ксеноном, а также электродами для пропускания электрического тока через газ.

Для того чтобы привести газ в состояние активности, необходимо огромное количество энергии, которая потом превращается в высоковольтный импульс благодаря трансформатору, заряжающего конденсатор.

Корпус лампы может быть выполнен в виде прямой или изогнутой трубки. Вспышка света возникает вследствие ионизации ксенона при сильном электрическом импульсе.

Ионизация уменьшает сопротивление газов, поэтому колоссальный заряд в виде потока электронов легко проникает в лампу, давая удивительно яркое освещение.

На включение таких ламп требуется немного больше времени, чем для галогеновых, и это их единственный недостаток. Но стоит поступиться возможностью «моргнуть фарами», быстро переключая ближний свет на дальний, ведь остальные преимущества ксенона очевидны. К тому же ведутся разработки, позволяющие ксеноновым лампам быстрее включаться, и кое-где уже появились такие модели ламп.

Особого внимания заслуживает световой спектр излучения этих автомобильных ламп. При ионизации ксенон дает широкий световой спектр, в который входят все цвета, воспринимаемые человеческим глазом.

При смешении этих спектров и получается ярко-белый свет, который исходит от ксеноновых ламп. Так как в спектре ксенона есть все цвета, то возможно сделать так, что лампа будет светить зеленым, желтым или голубоватым цветом. При желании можно подобрать лампу с конкретным оттенком.

Ксеноновые лампы являются принципиально новым видом освещения по сравнению с галогеновыми предшественниками. Их улучшенные характеристики позволяют говорить о том, что их применение в автомобильной индустрии открыло новые возможности для водителей. Это не удивительно, ведь ксеноновые лампы дают яркость освещения, в четыре раза превышающую аналогичный параметр ламп предыдущего поколения.

Свет от них настолько яркий, что пробивает густой туман и позволяет хорошо видеть дорогу при обильных осадках в виде дождя или снега. При всем этом такое световое излучение максимально приближено к солнечному и комфортно для человеческого глаза. Наблюдая за дорогой, освещенной ксеноновыми лампами, водитель не устает, не теряет бдительность и комфортно ведет машину.

Автомобильные ксеноновые лампы являются отличной профилактикой дорожно-транспортных происшествий, так как и сам водитель прекрасно видит дорогу, и его автомобиль превосходно заметен другим водителям благодаря ксеноновому свету.

Еще одним достоинством ксенона является меньшее потребление электроэнергии, а следовательно, уменьшается нагрузка на генератор. С их помощью можно сэкономить как на бензине, так и на ремонте автомобиля. Вполне понятно, почему эти лампы стали столь популярны у отечественных автомобилистов.

Ксеноновый газ, как и многие другие газы, имеет свои спектры. Если разобраться, то автомобильная ксеноновая лампа работает по тому же принципу, что и устройство со светящимся неоном.

Визуально мы видим только абсолютно белое свечение ксеноновой лампы, это объясняется тем, что спектральные линии ксенона распределяются равномерно по всему видимому спектру.

Рис. 1 "Схема работы ксеноновой лампы"

Во время ионизации газа и пропускания через него большого тока, мы можем наблюдать вспышку.

Процесс ионизации является обязательным для сокращения электрического сопротивления газа внутри лампы.

Изначально ионизацию можно получить при помощи трансформатора Тесла, который подает высоковольтный импульс на поджигающий электрод и выпускает ионы. Через газ начинает проходить ток, который способен возбудить атомы ксенона.

Возбужденные атомы побуждают электроны переходить на орбиты с более высокими энергиями.

После этого электроны спешат к покинутым орбитам и излучают энергию в форме фотона. Давление в самой лампе зависит от размеров лампы и может варьировать от нескольких кПа до многих десятков кПа.

2. Соответствие температуры и цвета ксеноновых ламп.

Рис. 2 "Температура и цвет ксеноновых ламп"

3500 К желтый подходит для противотуманок как основное освещение не пригоден.

4300 К бело-желтый самый яркий свет, именно эта температура ставится на заводские машины в оригинале.

5000 К белый.

6000 К холодный белый с легким голубым, этот свет выбирают 90% покупателей.

7000 К голубой, яркость значительно ниже ездить с таким светом тяжело.

8000 К синий легкий фиолетовый, яркость ещё хуже.

Рис.3 "Вид ксенона по цвету"

рис.4"Ксеноновая лампа"

3. Блок розжига ксенона

Блок розжига ксенона - это устройство, представленное в виде балласта, которое отвечает за розжиг ксеноновой лампы и поддержания напряжения.

Этот блок преобразует напряжение 12 или 24 Вольта в 25000 вольт. Блоки бывают разных размеров и поколений.

Рис.5"Блок розжига"

Действительно, генератор легкового автомобиля способен выдать напряжение только 12В, поэтому к каждой лампе ксенона подключается специальное устройство – блок розжига, так же называемый балластом, которое обеспечивает трансформацию низкого напряжения бортовой сети в высокое.
Принцип работы галогенных ламп отличается от ксенона.

Свечение галогенной лампы происходит благодаря нагреву нити накаливания, которая питается двенадцатью вольтами бортовой сети.

При протекании электрического тока через нить накаливания она нагревается и излучает свет.

Газ с добавлением паров галогена (брома или йода), которым заполнена колба лампы, продлевает жизнь нити накала, которая в рабочем режиме находится при температуре порядка 3000 К.

Таким образом, нить накала является слабым звеном – она достаточно хрупкая и, при попадании автомобиля в “хорошую” яму, как правило, тонкая спиралька обрывается, а водитель остается без света.

Заключение

Галогенные лампы являются лампами накаливания, свечение которых обеспечивается вольфрамовыми нитями в стеклянной колбе.

Ксенон дороже, конструктивно более сложен, но и прогрессивнее, чем галоген. Ксеноновая оптика работает на основе дугового разряда без использования вольфрамовых нитей.

Ксенон значительно эффективнее галогенной оптики, он меньше нагружает бортовую электросеть. Кроме того, ксеноновый свет не раздражает глаза и максимально близок к естественному дневному свету.

Основная часть энергии галогенных ламп расходуется на тепло, и лишь малая часть – на освещение. Показатели ксенона обратно пропорциональны.

Галогенная лампа обычно служит порядка 400-700 часов, ксенон – в несколько раз дольше. Галоген очень восприимчив к механическим воздействиям. Так, из-за сильной тряски вольфрамовая нить может разрушиться, фара будет выведена из строя. С ксеноном такого не случится из-за особенностей конструкции и принципа действия.

Преимущества ксенона перед галогеном в итоге позволяют ксеноновой оптике повысить безопасность передвижения в вечернее и ночное время.

Вывод:
• Ксеноновый свет обеспечивает лучшую видимость для водителя, следовательно, повышает безопасность.
• Световой поток ксеноновых ламп в 2,8 раза мощнее галогенных ламп, при потребляемой мощности в 1,5 раз меньшей.
• Спектр освещения ксенона близок к естественному солнечному свету, поэтому снижает утомляемость, и бережет Ваши глаза.
• Ресурс ксеноновых ламп в 4-5 раз превышает ресурс обыкновенных ламп.
• Ксеноновый свет привлекает внимание других участников движения, следовательно, тоже повышает Вашу безопасность.
• Ксенон — это красиво, современно и стильно.

Список используемых источников

ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки»
ГОСТ Р 50574-2002 «Автомобили, автобусы и мотоциклы оперативных служб. Цветографические схемы, опознавательные знаки, надписи, специальные световые и звуковые сигналы. Общие требования»
ГОСТ 8769-75 (CT СЭВ 4122-83) Приборы внешние световые автомобилей, автобусов, троллейбусов, тракторов, прицепов и полуприцепов. Количество, расположение, цвет, углы видимости.
Гуторов М. М. Основы светотехники и источники света: Учеб. пособие для вузов. — 2-е изд., доп. и перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 384.
Туревский И.С., Соколов В.Б., Калинин Ю.Н. Электрооборудование автомобилей: учебное пособие. – М: ИД «ФОРУМ»: ИНФА –М, 2009. – 368с: ил.
http://www.ru.wikipedia.org/ - Свободная энциклопедия «Википедия»
http://www.zr.ru/ - Интернет сайт автомобильного журнала «За рулем!»
http://www.drive.ru/ - Интернет сайт «Тест-драйв»
http:// elegs.ru›…ustrojstvo-ksenonovoj-lampy.html
http:// xenon54.ru›cvetvaya_temperatura
http://drive2.ru›l/1045906/
http://thedifference.ru/chem-otlichaetsya-ksenon-ot-galogena/

Устройство и принцип работы системы освещения с ксеноновыми лампами