Jak długo działają reflektory?

Galeria zdjęć: samochody sportowe Reflektor samochodu sportowego Audi R8 w Grevenbroich w zachodnich Niemczech. Zobacz więcej zdjęć samochodów sportowych. AP Photo / Hermann J. Knippertz

Kiedy zawodzą reflektory, nigdy nie jest to dobry moment. Spójrzmy prawdzie w oczy, są widoczne tylko wtedy, gdy ich potrzebujesz, szczególnie w nocy, i rzadko pojawia się wskazanie, kiedy przestaniesz działać. Biorąc to pod uwagę, dobrze jest poznać przybliżoną żywotność swoich reflektorów. Ale nawet z figurą piłkarską w dłoni żarówki mają irytującą tendencję do zawyżania lub przekraczania średniej, ponieważ tak wiele czynników wpływa na ich długowieczność.

Jak długo zwykle działają reflektory? Jak powie Twój mechanik: wszystko zależy.

Szacunkowa żywotność została opracowana przy użyciu złożonego wzoru obejmującego napięcie, waty, lumenów i kilka innych czynników. Każdy czynnik przyczyniający się do tego, jak również testy w świecie rzeczywistym, są obliczane razem i określana jest przybliżona liczba.

Pierwszym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy żywotności reflektorów, jest rodzaj systemu oświetlenia w samochodzie (choć zostanie on później zastąpiony przez bardziej krytyczny czynnik). Obecnie w użyciu są trzy dość szerokie kategorie oświetlenia. Zaczniemy od dwóch mniej powszechnych typów, zanim przejdziemy do tego, który występuje w większości samochodów.

Pierwsza to wyładowanie o dużej intensywności (HID) Lampy. Lampy te wykorzystują metalohalogenek zawieszony w gazie ksenonowym i mają szacunkową żywotność około 2000 godzin. Lampy wykorzystują system statecznika, aby wyrównać moc elektryczną podstawowego układu elektrycznego pojazdu. Ta energia elektryczna przeskakuje między dwoma punktami łuku i wzbudza gaz pomiędzy nimi. Zamiast innych gazów, takich jak argon, używany jest ksenon, który wytwarza światło natychmiast po włączeniu. W przypadku innych gazów wytworzenie światła może zająć więcej niż kilka minut.

Zaletą tych systemów jest ilość wytwarzanego światła w stosunku do zużytej energii elektrycznej. W zastosowaniach motoryzacyjnych systemy HID wytwarzają więcej światła, zużywając mniej energii elektrycznej. Producenci samochodów i firmy, które budują i sprzedają reflektory HID, postrzegają to jako sposób na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, ponieważ silnik samochodu pracuje mniej, aby wytworzyć wymaganą ilość energii elektrycznej.

Podczas gdy kwestia legalności systemów HID jest kwestionowana, niektóre agencje, w tym National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA), uważają, że światła są zbyt jasne, aby jechać. Jednak wielu kierowców lubi lampy HID. Żarówki wytwarzają chłodne, jasne niebiesko-białe światło, które zapewnia lepszą jazdę w nocy.

Kolejny mniej powszechny rodzaj zastosowania reflektorów Diody elektroluminescencyjne (LED). Chociaż widzieliśmy kilka zastosowań w światłach kierunkowskazów, świateł hamowania, tylnych i dodatkowych, ten nowy system nie ma większego zastosowania na rynku reflektorów. Rzeczywiście, w tym momencie są tak nowe, że producenci ani nieliczni europejscy producenci samochodów, którzy obecnie z nich korzystają, nie opublikowali żadnych danych dotyczących żywotności. Toyota Prius z 2010 roku może pochwalić się reflektorami LED, a firma twierdzi, że będą działać dłużej niż system HID - ale nie powiedzą, ile dłużej.

Wiele wyzwań stojących za wprowadzeniem systemów LED do powszechnej rzeczywistości polega na radzeniu sobie z ciepłem. Podczas gdy konsumenci postrzegają diody LED jako „chłodne” źródło światła, w rzeczywistości wytwarzają one dużo ciepła - ale znajduje się ono w tylnej części urządzenia, a nie na powierzchni żarówki. Ułożenie razem kilku jednostek LED i umożliwienie kumulacji ciepła może szybko skrócić żywotność tych elementów.

Producenci borykają się teraz ze sposobami odprowadzania tego ciepła, w tym z dodatkowymi wentylatorami i wentylowanymi reflektorami.

Ciepło nieuchronnie zabija większość reflektorów - a także silniki, skrzynie biegów, hamulce i inne układy samochodowe. Jest to również największy czynnik skracający żywotność najpopularniejszej w branży żarówki - reflektora halogenowego. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak długo możesz oczekiwać, że te wszechobecne źródła światła będą działać w Twoim samochodzie.

Reflektory odbijają się na śliskiej, deszczowej autostradzie podczas burzy w Inglewood w Kalifornii. AP Photo / Phil McCarten

Reflektory halogenowe to po prostu żarówki starszego typu - te, które wykorzystują żarnik do wytwarzania światła - z wydajniejszym skrętem w postaci gazu halogenowego. Ich żywotność waha się od 450 do 1000 godzin. Dlaczego taki szeroki asortyment? Cóż, chodzi o ciepło (które światło halogenowe wytwarza w ogromnych ilościach) i wydajność (której brakuje systemowi).

Żarówka halogenowa jest nadal żarową żarówką, podobnie jak rodzaj światła wymyślonego przez Edisona. W każdym żarzącym się świetle energia elektryczna jest przepuszczana przez włókno wolframowe. Żarnik jest odporny na elektryczność i nagrzewa się. Ponieważ ciepło i światło są zasadniczo tym samym z punktu widzenia fizyki, powstaje światło. Jest to jednak bardzo nieefektywny system. W zwykłej żarówce, która została w dużej mierze wycofana z przemysłu samochodowego, żarnik wytwarza około 95% ciepła odpadowego i tylko 5% światła. Za każdym razem, gdy wolfram się nagrzewa, niewielka ilość tego metalu wyparowuje, a gaz migruje do wewnętrznej powierzchni żarówki, powodując typową lustrzaną powierzchnię martwej żarówki.

Żarówki halogenowe dodają do wnętrza trochę gazu obojętnego. Gaz ten zwiększa ilość wytwarzanego światła. Pozwala również wolframowi spalonemu na włóknie migrować z powrotem, zwiększając w ten sposób długowieczność żarnika i żarówki.

Wróćmy teraz do kwestii ciepła. Powiedzmy, że masz żarówkę o napięciu 12 woltów na 250 godzin. Jeśli wepchniesz 13,2 V przez system, wytworzy się więcej ciepła - i światła. Z kolei więcej wolframu wyparowałoby i żywotność żarówki uległaby skróceniu, przynajmniej w teorii. Samochody często zmieniają napięcie wyjściowe i mogą wynosić od 12 do 14 woltów podczas jednej krótkiej podróży.

Dodatkowo załóżmy, że omawiana żarówka znajdowała się na Alasce, gdzie zimą zawsze jest ciemno i zimno. Ten efekt chłodzenia zmniejszyłby ciepło i teoretycznie przedłużyłby żywotność żarówki. Oczywiście ten sam reflektor byłby używany częściej i dlatego może mieć krótszą żywotność niż w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych, gdzie zimowe ciemności nie trwają tak długo.

Tak więc na żywotność żarówki wpływa kilka czynników. Jeszcze innym czynnikiem jest względna grubość włókna. Im grubszy żarnik, tym dłuższa żywotność żarówki, ale mniej światła. Jeśli włókno jest cieńsze, wytwarzane jest więcej światła, ale żywotność jest krótsza. Dodaj wibracje drogowe, przepięcia elektryczne w układzie ładowania, stan akumulatora i podany szeroki zakres żywotności typowego reflektora - od 450 do 1000 godzin - a wszystko to staje się bardziej zrozumiałe.

Oczywiście są też inne czynniki. Drgania drogowe i silnikowe, czy żarówka jest używana jako element systemu świateł do jazdy dziennej, czy ktoś dotknął szklanej powierzchni żarówki podczas jej montażu, a nawet jakość materiałów użytych fabrycznie do wykonania żarówki może wpłynąć na żywotność.

Najlepiej pilnować żarówek i rutynowo je sprawdzać, bo nigdy nie wiadomo, kiedy się podda.

Powiązane artykuły

• Jak działają reflektory adaptacyjne
• Jak działają kierunkowskazy
• Jak długo trwają ściągi? 
• Jak długo działają alternatory?
• Jak długo trwają transmisje?
• Jak długo działają silniki samochodowe?
• Jak długo wytrzymują łożyska wału korbowego?
• Czy opony samochodowe powinny mieć datę ważności?
• Czy regularna konserwacja pojazdu zwiększa bezpieczeństwo?

Źródła

• Edocket.access.gpo.gov. „Federalne normy bezpieczeństwa pojazdów silnikowych”. 1 października 2004. (18 sierpnia 2010) http://edocket.access.gpo.gov/cfr_2004/octqtr/49cfr571.108.htm
• Osram.com. „Technologia ksenonowa w reflektorach”. (23 sierpnia 2010) http://www.osram.com/osram_com/Consumer/Automotive_Lighting/Products/Headlights/index.html
• Owen, Clifton E. „Basic Automotive Service and Systems, 3rd Edition”. Thomson Delmar Learning. 2007.
• Toyota. „Hybryda Toyoty Prius trzeciej generacji”. (23 sierpnia 2010) http://www.toyota.com/prius-hybrid/