Xenony - co o nich víme

07.05.2016 21:40

Xenony resp. xenonová světla jsou obvykle přisuzována drahým luxusním automobilům, případně tuningovým speciálům. Jejich hlavním znakem je výrazné bílé nebo modré světlo, které je už z dálky lehce identifikovatelné. Tento dojem se někteří snaží docílit nainstalováním speciálních barevných žárovek, které poskytnou světlo s modrým zabarvením, ale ne však efekt používání xenonových výbojek. Jelikož na našem trhu jsou již dostupné xenonové přestavbové sady, rozhodli jsme se uskutečnit srovnávací test originálních halogenových žárovek s dodatečně namontovanými xenony ve stejném vozidle.

Článek je rozdělený na dvě části. V první části se nejprve podíváme na to, co to jsou xenonová světla a v druhé části Vás obeznámíme s výsledky srovnávacího testu.

Nezbytná dávka teorie

Proč? 

Za posledních 10 let došlo k rapidnímu zlepšení bezpečnosti vozidel a rovněž i komfortu jejich užívání. Zavedení ABS, airbagů, brzdných asistentů, ESP a množství jiných technických vymožeností se stalo standardní, resp. běžnou příplatkovou výbavou nových vozidel. Všechny tyto prvky pomáhají v krizových situacích nebo chrání život v případě nehody. Díky tomu došlo ke snížení počtu smrtelných nehod, resp. vážných zranění, avšak nedošlo ke snížení počtu havárií. Bylo zjištěno, že až 60% všech nehod se stane v důsledku nedostatečné viditelnosti, a proto začal být kladen důraz na co nejlepší osvětlení vozu. Kvalitně svítící a osvětlené auto snižuje pravděpodobnost havárie a pozitivně ovlivňuje bezpečnost jízdy. Tento fakt mimo jiné vedl v mnoha krajinách k povinnému celoročnímu svícení vozidel.

Současné status quo

Ve vozidlech jsou standardně používány 40-55 wattové halogenové žárovky. Jejich nahrazením za výkonnější sice získáme vyšší svítivost, současně však víc zatěžujeme alternátor vozidla a celou elektroinstalaci. Na trhu jsou k dispozici různé "tuningové" žárovkové sady s výkonem až do 100W. Tyto ale vyžadují dvojnásobný odběr proudu a tím dvojnásobně zatěžují elektroinstalaci světel. V případě, že kabely nebyly dostatečně předimenzovány, může docházet k přehřívání, v horším případě až propálení kabelů a spínačů. Zvýšený odběr více zatěžuje alternátor, který mírně, ale přece, snižuje výkon automobilu. Např. nejnovější sportovní auta při výrazné akceleraci, za účelem zvýšení výkonu, úplně vypínají alternátor a všechnu elektrickou spotřebu uspokojují pouze z autobaterie. Xenonová světla pro svoji funkčnost vyžadují jen 35W, což je méně než originální halogenová světla v automobilu. Jejich elektrický odběr nedosahuje ani odběr původních žárovek, tím pádem jim původní elektroinstalace plně postačuje a odběrové nároky na alternátor jsou o dost nižší. Barva světla klasických halogenových žárovek je žlutá, což citelněji unavuje oči než barva denního světla.

Technické řešení H.I.D.

U xenonových svítidel se můžete setkat s označením H.I.D, což znamená High Intensity Discharge (vysoce intenzivní výboj).

Hlavním konstrukčním rozdílem mezi halogenovými žárovkami a xenony je, že xenonové výbojky neobsahují vlákno. Světlo ve standardní žárovce je vytvářeno tokem elektrického proudu přes speciální vlákno, které je umístěno ve skleněné trubici ve vakuu nebo napuštěné speciálním plynem. Základní princip fungování se nezměnil od dob Edisonova objevu. Právě základ této konstrukce je i její hlavní nevýhodou. Žárovky, hlavně jejich vlákna, jsou v autě za jízdy vystavována permanentním otřesům. Nepřetržité kmitání vláken oslabuje jejich pevnost, až nakonec dojde k přetržení. Následně je nezbytné žárovku vyměnit. U xenonů je světlo vytvářeno elektrickým výbojem mezi dvěma elektrodami, které se nacházejí ve skleněné trubici naplněné xenonovým plynem, rtutí a halogenidovými částicemi. Tato konstrukce má lepší odolnost vůči jízdním otřesům a prodlužuje životnost celé zářivky. Xenonové výbojky na rozdíl od halogenových žárovek Vám tedy nepřestanou svítit okamžitě, ale časem začne klesat intenzita jejich svícení.

Napájení samotných výbojek se děje přes speciální elektronický vysokonapěťový měnič (ballast). Ten zajišťuje vysoké napětí pro start výbojek (23 kV) a stabilizované provozní napětí (85V/100Hz). U některých aut bylo zjištěno, že palubní napětí má časově miniaturní, ale napěťově dost výrazné výkyvy a právě tyto způsobovaly časté propálení vláken halogenových žárovek. 

"Teplota" světla

Přestavbové sety jsou označeny nejen typem výbojky, který obsahují, ale i číslem udávajícím barvu světla, které výbojky emitují, např. 6000K.

Co je tedy K? Kelvin je základní jednotka SI, která definuje teplotu. Nula kelvinů označuje absolutní nulu = -273,15°C. Tato jednotka se používá mimo jiné i na označení teploty barvy světelného zdroje, i když s běžnou teplotou nemá nic společného. Toto označování se využívá u svítidel, ve výpočetní technice, fotografování a jinde. Mnoho lidí se mylně domnívá, že teplota barvy je určením jasnosti vyzařovaného světla. Není tomu tak. Ve skutečnosti čím je teplota barvy světla vyšší, tím nižší světelný výstup získáte. Ideálním příkladem je černé světlo. Jeho barevná teplota je něco přes 14000K a má téměř nepoužitelnou svítivost neboli lumenový výstup. Vyšší kelviny (12000 až 14000) jsou vyráběny jen pro speciální účely a pro běžného člověka nemají žádné využití.

Barva světla je ovšem velice důležitá. Pro člověka je ideální dívat se na své okolí za slunečního světla, resp. osvětlení podobné barevnosti. I kdybyste měli výkonnější osvětlení, ale s nepřirozenou barvou, již po krátké době by Vám to začalo způsobovat potíže při sledování okolí.

Několik příkladů: 

  • 1700 K: plamen sirky
  • 2000 K: západ letního slunce
  • 2800 K: klasická žárovka
  • 3200 K: halogenová žárovka automobilu
  • 3400 K: ateliérová a fotografická světla
  • 4100 K: měsíční světlo
  • 5000 K: denní světlo
  • 5770 K: sluneční světlo
  • 6000 K: xenonová výbojka
  • 7500 K: zatažená obloha
  • 8000 K: bleděmodré světlo
  • 9300 K: TV obrazovka (analogová) 

Výbojky s barvou světla nad 8000K nejsou v silničním provozu použitelné, protože barva světla je velmi tmavá, světelný tok je nízký a citlivost lidského oka na tyto barvy světla je velmi malá.

Světelná účinnost

Světelná účinnost udává, kolik světla vyzáří světelný zdroj (lm) na jeden watt svého příkonu. Tímto údajem hodnotíme světelnou účinnost každého světelného zdroje.

HID H7 4500K je v porovnání s klasickou žárovkou H7 5,5 krát (!) účinnější světelný zdroj. Světelný tok HID H7 35W výbojek je trojnásobný v porovnání s klasickými 55W žárovkami.

Provozní teplota

Provozní teplota HID je o 50-150°C nižší než provozní teplota klasických halogenů. Proto xenon v tělese světla nezpůsobuje žádné škody.

Životnost

Profesionální xenonové přestavbové sady mají životnost od 2500 do 3200 hodin. To je zhruba 5-8 násobek životnosti klasických kvalitních halogenů. Životností se tady rozumí doba, kdy svítivost výbojek dosahuje alespoň 80% svítivosti nové výbojky. V praxi to znamená, že i po uvedené době bude xenonové světlo svítit, ale již méně intenzivně.

Nevýhoda

Nevýhodou xenonových světel je start výbojky za studena. V prvních 3 sekundách výbojka dosahuje svítivosti maximálně na úrovni halogenové žárovky. Plný výkon dosahuje po cca 10 sekundách. Tento fakt omezuje xenony pro využití do dálkových světel. Častým zapínáním resp. blikáním se jejich životnost podstatně zkracuje (na cca 800 hodin).

Tolik tedy teorie. V druhé části si vyzkoušíme přestavbu auta na xenonová světla a porovnáme účinnost jednotlivých svítidel. Přečtěte si také druhý článek věnovaný xenonům a přestavbové sadě.