LED czy ksenony – które lepsze? Poznaj różnice

Spis treści:

• Od gazu do lampy LED– historia oświetlenia samochodowego 
• Lampy ksenonowe– zasada działania
• Ksenonowe lampy samochodowe– wady i zalety względem halogenów
• Lampy LED– mała rewolucja 
• Przewagi lamp LED nad innymi źródłami światła
• Czy warto wybrać samochód ze światłami LED?

Wiele zmieniło się przez ostatnie 20 lat w technologii oświetlenia samochodów. W początkach XXI wieku lampy ksenonowe, pierwszy raz użyte w 1991 roku przez BMW w serii 7, wciąż były przejawem luksusu. W porównaniu do klasycznych halogenów oferowały jednak różnicę jak między dniem a nocą. Ksenony ze swoją charakterystyczną barwą oświetlenia były obiektem pożądania do tego stopnia, że pojawiła się cała rzesza nielegalnych żarówek halogenowych świecących światłem zbliżonym barwą do fioletu, które z daleka wyglądało jak lampa ksenonowa. Dziś niemal każde auto można kupić z lampami LED, które zostawiają ksenony w tyle. A co w sytuacji, gdy wybierasz auto używane? Co powinieneś wybrać?

Od gazu do lampy LED – historia oświetlenia samochodowego 

Pierwsze automobile korzystały z technologii oświetlenia przejętej od wozów konnych. Używano lampek zasilanych gazem, naftą, lub stosunkowo skutecznych jak na swoje czasy lamp karbidowych. W tych ostatnich używano karbidu, czyli acetylenku wapnia, związku chemicznego, który w połączeniu z wodą wydziela acetylen, gaz palny. 

Dość szybko, bo już w początkach XX wieku, w samochodach pojawiło się także oświetlenie elektryczne. Początkowo niedoskonałe konstrukcje reflektorów nie pozwalały wprawdzie na to, by traktować je jako nadające się do oświetlania drogi, ale spełniały przynajmniej rolę lamp pozycyjnych. W latach 30. XX wieku technika zaczęła być stopniowo udoskonalana, reflektory były wielkie, było ich dużo, ale świeciły na tyle dobrze, że jazda w nocy przestała być loterią. 

Jednak pierwszym wielkim przełomem było wprowadzenie – dopiero w latach 60. XX wieku – standaryzowanej żarówki halogenowej H1. Halogen, czyli gaz obojętny, który znajdował się bańce żarówki wraz z azotem, zwiększał jasność świecenia żarówki, a przede wszystkim zapobiegał parowaniu wolframu z żarnika, co znacząco poprawiło trwałość żarówek. Od tej pory były one mniej podatne na uszkodzenia spowodowane wstrząsami.

Wypełniona neutralnym gazem szklana banieczka H1 doczekała się niezliczonych mutacji: mniejszych, większych, przeznaczonych do świateł pozycyjnych i kierunkowskazów czy z podwójnymi włóknami (np. bardzo popularne żarówki H4). Przez kilka dekad były one niemal jedynym skutecznym sposobem na oświetlenie drogi przed autem i trafiały do wszystkich samochodów i pojazdów silnikowych od najtańszych do najbardziej luksusowych.

Krótko przed pojawieniem się lampy ksenonowej, pod koniec lat 80. XX wieku, zastosowano pierwsze rozwiązania projektorowe. Było to drogie, ale skuteczne rozwiązanie: układ soczewek pozwalał znacznie lepiej skupić wiązkę światła i skierować ją we właściwe miejsce, niż w przypadku reflektora. Był równocześnie jeszcze mniejszy od tradycyjnej konstrukcji, która wykorzystywała odbłyśnik, czyli lustrzaną, odpowiednio ukształtowaną powierzchnię, odbijającą światło żarówki.

Reflektory ksenonowe, czyli lampy wyładowcze, po raz pierwszy pojawiły się na rynku w 1991 roku. Były one opcją w niektórych wersjach BMW 7 (E32), a następnie trafiły także do Mercedesa W140. Te wczesne rozwiązania korzystały z żarówki ksenonowej i tradycyjnego odbłyśnika. Szybko jednak takie rozwiązania zniknęły z rynku i układ lampy wyładowczej z soczewkami stał się wyznacznikiem skutecznego reflektora i przez pewien czas symbolem statusu.

Obecnie ksenony powoli znikają z rynku samochodów nowych, zastępowane są przez lampy LED.

Lampy ksenonowe – zasada działania

W lampie wyładowczej nie ma włókna – źródłem światła jest wyładowanie elektryczne powstające pomiędzy elektrodami znajdującymi się w bańce z gazem szlachetnym – ksenonem. Impuls generowany jest przez przetwornicę napięcia, która na końcówki elektrody podaje napięcie nawet 40 000 V. W systemach oświetlenia samochodów zwykle wykorzystuje się napięcie od 10 do 25 000 V Po silnym wyładowaniu startowym, następuje jonizacja gazu, dzięki czemu zaczyna mieć on właściwości przewodzenia prądu. Następnie utrzymywane jest wysokie natężenie prądu, które podtrzymuje wyładowanie. Generuje to dużo ciepła, które pozwala na odparowanie soli metali umieszczonych w lampie. Pary metali tworzą łuk świetlny, który pełni rolę żarnika tradycyjnej żarówki.

Przeczytaj: Oświetlenie warsztatu – zadbaj o komfort pracy

Światła ksenonowe wymagają kilku sekund, by się rozgrzać, w tym czasie sole metaliczne odparowują w całości i stabilizują łuk. Gdy to nastąpi, napięcie na elektrodach jest obniżane – w starszych systemach do 85 V, w nowszych, bezrtęciowych do 42 V. Przepływ prądu przez łuk z przewodzących soli metali powoduje świecenie lampy, a dzięki temu, że gaz szlachetny jest obojętny chemicznie, nie dochodzi do ich utleniania (czyli spalania). 

Ksenonowe lampy samochodowe – wady i zalety względem halogenów

Brak żarnika oznacza redukcję liczby delikatnych, mało odpornych na wstrząsy i uszkodzenia części. W stanie świecenia generuje też mniej ciepła od Żarówki H4 czy H7. Przekłada się to na wytrzymałość. Jeśli chodzi o światła ksenonowe, jest ona od dwóch do czterech razy dłuższa niż żarówki. Halogeny mają trwałość na poziomie kilkuset godzin (dobrej jakości, nowoczesne modele 600-900 godzin świecenia). „Palniki” ksenonowe są w stanie świecić przez 2000-2500 godzin. 

Drugą istotną zaletą jest mocniejszy snop światła. Lampa ksenonowa ma moc świecenia na poziomie ponad 3000 lumenów, żarówki halogenowe do 1700 lumenów. Do tego barwa światła jest bardziej zbliżona do światła słonecznego. Zużywają przy tym mniej mocy, ponieważ w stanie stabilnym, po rozgrzaniu, wymagają jedynie 35 W, podczas gdy standardowa żarówka H4 wymaga 55 W.

Lampy ksenonowe są więc niezawodne, oferują jaśniejsze światło lepszej jakości, niż te halogenowe. Nie są one jednak pozbawione wad. Po pierwsze wymiana żarówki wymaga często sporej wiedzy i umiejętności, co utrudnia codzienną obsługę auta. Żarówka ksenonowa jest także droższa od halogenowej, ale biorąc pod uwagę jej wyższą trwałość, nie jest to różnica bardzo istotna. 

Po drugie, ze względu na jaśniejsze światło i jego charakterystykę, przepisy wymagają by reflektory ksenonowe wyposażone były w system automatycznego poziomowania (gdy np. samochód jest mocniej obciążony z tyłu), by nie oślepiać innych kierowców. Konieczne jest także zastosowanie systemu zmywania reflektorów, ponieważ zabrudzenia rozpraszające światło na jego szkle, mogą prowadzić do nieprawidłowej jego dystrybucji, przez co kierowcy z naprzeciwka będą odczuwali dyskomfort. Oświetlenie ksenonowe wymusza stosowanie przetwornicy, podlega ona bowiem dużym obciążeniom prądowym na etapie rozpalania żarówki. Z tego powodu jest podatna na awarie. Wymiana przetwornicy jest prędzej czy później niezbędna niemal w każdym aucie z „ksenonami”. 

Powyżej opisane elementy podnoszą koszty serwisu i powodują, że cały system oświetleniowy bywa bardziej zawodny od halogenowego, w którym nie ma konieczności stosowania dodatkowych urządzeń czy modułów rozruchowych. 

Lampy wyładowcze mają także wadę użytkową. Ich rozpalenie trwa kilka sekund, podczas gdy halogeny zapalają się w pełni niemal od razu po przepuszczeniu prądu przez żarnik. Ma to niewielkie znaczenie w światłach mijania, ale jest istotnym ograniczeniem przy światłach drogowych. Ich rozpalenie nie powinno trwać tak długo, ze względów bezpieczeństwa. Dlatego w wielu starszych autach z ksenonami, do obsługi świateł długich używano żarówek halogenowych. W bardziej zaawansowanych konstrukcjach tak zwanych lampach bi-ksenonowych, źródło dla świateł mijania i drogowych jest to samo. Gdy przełączasz tryb świecenia, zmienia się ogniskowa w zespole soczewek reflektora.

Znajdź warsztaty wykonujące usługę wymiany żarówki ksenonowej w swojej okolicy:

Lampy LED – mała rewolucja

Wynalezienie diody świecącej (LED - light-emitting diode, w polskiej literaturze określana także jako dioda elektroluminescencyjna) było ważne dla niemal każdej branży. Chociaż przez lata tego typu źródło światła miało spore ograniczenia pod względem wielkości, mocy i jasności świecenia, to od lat 60. XX wieku, gdy trafiła ona do produkcji, jest masowo wykorzystywana w coraz większym zakresie zastosowań. Początkowo diody służyły za kontrolki i inne małe lampki, obecnie są źródłem światła w telewizorach i innym sprzęcie domowym, oświetlają wnętrza i przestrzenie otwarte, a także trafiły do samochodów jako oświetlenie główne.

Zasada działania LED opiera się o zjawiska półprzewodnikowe. Gdy elektron przechodzi z wyższego stanu energetycznego do niższego, w odpowiednich warunkach może wyemitować nadmiar energii jako światło. Zjawisko to zachodzi w niektórych złączach materiałów półprzewodnikowych, na przykład w złączu pn azotek galu. 

Lampy samochodowe w technologii LED długo nie powstawały, ponieważ przez wiele lat nieznana była metoda wytworzenia białego światła o dużej mocy. Zmieniło się to dopiero w obecnym wieku, gdy nowe półprzewodniki pozwoliły na zbudowanie LED o dużej mocy. 

Początkowo światła LED w samochodzie były popularne z tyłu. Lampy pozycyjne czy kierunkowskazy, nie wymagały bardzo silnego światła kierunkowego, nie musiałby też świecić na biało. Gdy przemysł elektroniczny dopracował białe, mocno świecące LED-y, trafiły one także do przednich lamp. Po raz pierwszy pojawiły się w 2008 roku w Lexusie LS. Obecnie lampy LED montowane są nawet w tanich modelach i budżetowych markach samochodów, ma je nawet Dacia.

Przeczytaj także: OSRAM Night Breaker LED – lampy, które tworzą historię.

Przewagi lamp LED nad innymi źródłami światła

Najważniejszą zaletą diody świecącej jest jej żywotność. Żarówka halogenowa może świecić przez kilkaset, a ksenonowa przez 2500 godzin. Lampy LED mają trwałość sięgającą nawet 100 000 godzin, a w przypadku diod dużej mocy od 15 000 do 50 000. Oznacza to, że przeważnie nie ma potrzeby ich wymiany przez wiele lat. Na trwałość diody nie wpływają wstrząsy czy przeciążenia. 

Lampy LED wyróżniają też niewielkie wymiary, a przede wszystkim niedościgniony stosunek mocy pobranego prądu do siły strumienia światła. Diody są kilkukrotnie bardziej energooszczędne od świateł ksenonowych. We współczesnych autach, naszpikowanych elektroniką, która wymaga stałego zasilania, a w szczególności samochodach elektrycznych, zmniejszenie poboru prądu jest bardzo istotną zaletą. 

Światła LED w samochodzie nie wymagają też skomplikowanych układów zapłonu czy sterowania. Wystarczy stosunkowo prosty układ elektroniczny, który dostosuje napięcie do diody. Zwykle jest on zamontowany bezpośrednio w żarówce. 

Czy warto wybrać samochód ze światłami LED?

Światła w technologii LED to obecnie najlepsze rozwiązanie technologiczne dostępne na rynku. Współcześnie możliwe jest także zastąpienie żarówek halogenowych zamiennikami z diodami, które chociaż drogie, to mają wysoką trwałość, która rekompensuje cenę zakupu. 

W przypadku samochodów używanych, mających więcej niż 5 lat, często problemem może być wąski wybór modeli. Do niedawna światła LED stosowano głównie w autach luksusowych, a w tańszych modelach w tej technologii wykonywano tylko światła do jazdy dziennej (obowiązkowo od 2011 w UE). Im nowsze są samochody, tym więcej z nich będzie wyposażona także w ledowe światła mijania i drogowe.

Lampa LED (co do zasady) nie jest całkowicie odporna na awarie. Niestety w przypadku przegrzania czy uszkodzenia diody również konieczna jest wymiana całego elementu, który bywa bardzo kosztowny. Przednia lampa BMW serii 5 (G30), kosztuje około 13 tysięcy złotych. I to bez modułu kierunkowskazu i elektroniki sterującej. Nawet w popularnych markach ceny lamp LED są wysokie. 

Lampy LED są obecnie standardem i ich ceny będą spadać, ich uszkodzenia są rzadkie, a w przypadku kolizji stratę pokryje autocasco (o ile je wykupisz), dlatego wysokie ceny lamp nie powinny być przeszkodą. Jeżeli masz możliwość, warto kupić auto właśnie z takim oświetleniem.

Lampa ksenonowa – nie tak doskonała, ale wciąż bardzo dobrze oświetlająca drogę – to także bardzo dobre rozwiązanie, jeśli szukasz starszego samochodu. Typ oświetlenia nie jest najważniejszym parametrem, na który zwrócisz uwagę przy zakupie auta, ale z pewnością nie warto zupełnie go ignorować. Skuteczność świecenia reflektorów jest przecież ważna dla bezpieczeństwa, dlatego mając wybór, powinieneś zdecydować się na samochód z lampami w lepszej technologii, a bez wątpienia najlepszą opcją są lampy LED, następnie bi-ksenony, ksenony i światła halogenowe.