Globalny, wciąż ewoluujący rynek motoryzacyjny wymaga od producentów i importerów części samochodowych nowego podejścia do biznesu, w tym dostosowania swojej gamy produktowej do wymagań konsumentów i popytu na części i akcesoria. Źródła światła od lat są łakomym kąskiem dla wielu światowych marek, ale warto podkreślić, że firm projektujących, produkujących i dystrybuujących źródła światła najwyższej jakości jest niewiele.

Technologie oświetlenia samochodowego
Na rynku dostępnych jest szereg rozwiązań oświetleniowych dla motoryzacji wykorzystujących różne źródła światła. Bezwzględnie warto zwrócić uwagę, że nie wszystkie z nich są legalne, homologowane i dopuszczone do ruchu. Zarówno na rynku tradycyjnym, jak i on-line wciąż dostępne są produkty, które wręcz zagrażają bezpieczeństwu użytkowników. Usystematyzujmy technologie istniejące obecnie na rynku automotive aftermarket.

Technologia halogenowa
Żarówki halogenowe to wciąż lwia część rynku. Większość samochodów w Europie i na świecie wykorzystuje właśnie to rozwiązanie. Przewagą halogenów jest stosunkowo niski koszt zakupu, prosta konstrukcja oparta na wolframowym żarniku umieszczonym w bańce szklanej, połączonym z trzonkiem i doprowadnikami. Minusem jest wciąż stosunkowo wysokie zużycie energii (ok. 55/60 W na 1 żarówkę, a zatem minimum ok. 110-120 W na zestaw głównego oświetlenia) oraz stosunkowo niska trwałość w porównaniu z innymi źródłami światła dostępnymi na rynku (np. lampami ksenonowymi).
Oznaczenia typów żarówek do samochodów osobowych, ciężarówek czy motocykli noszą oznaczenie alfanumeryczne: H1, H3, H4, H7 etc. H – oznacza w tym wypadku „halogen”, cyfra – kolejną generację produktów. Mimo że na naszym rynku wciąż najbardziej popularne są żarówki H4 i H7, na rynku dostępne są już kolejne generacje.
Skoncentrujmy się na dwóch najpopularniejszych typach H4 i H7 – czym się od siebie różnią?
H4 jest żarówką dwuwłóknową (dwużarnikową) – jeden żarnik odpowiedzialny jest za światła mijania, drugi za światła drogowe. Bańka szklana jest większa niż w przypadku H7.
H7 jest żarówką jednożarnikową, która jest źródłem światła zarówno dla świateł mijania, jak i drogowych.
Obie wypełnione są mieszaniną gazów, z których głównym jest halogen. Ciśnienie w żarówce wynosi ok. 5-7 barów. Wyjątkiem jest technologia szkła kwarcowego wykorzystywana przez firmę Philips, gdzie ciśnienie jest dwukrotnie wyższe – ok. 10-15 barów.
Co wpływa na trwałość żarówki?
- Ciśnienie wewnątrz bańki szklanej, czyli ciśnienie napełnienia – im większe ciśnienie, tym wyższa trwałość żarówki. Przy wyższym ciśnieniu wolfram wolniej uwalnia się ze skrętki (żarnika).
- Napięcie w układzie elektrycznym pojazdu – standardowo na trzonku żarówki znajdziemy informację, że jest ona przygotowana pod układ o napięciu 12 V, jednakże w pojazdach poruszających się na naszych drogach napięcie jest nieco wyższe. Średnio waha się na poziomie 13,2 V, przy czym w niektórych modelach samochodów przekracza ono nawet 14 V. Warto wiedzieć, że jeśli napięcie w układzie wzrasta o 5%, trwałość żarówki może spaść nawet o 50%. Jeśli żarówki w samochodzie zbyt szybko się przepalają, należy w pierwszej kolejności sprawdzić stan układu elektrycznego oraz poziom napięcia. Ponadto warto wówczas sprawdzić, czy reflektor z żarówką nie podlega niepożądanym wstrząsom/wibracjom, ponieważ mogą mieć one znaczący wpływ na przedwczesne zniszczenie żarnika.
- Jakość wykonania i pobór mocy – żywotność żarówki w dużym stopniu zależy od materiałów użytych w procesie produkcji oraz jakości wykonania produktu. Jedna na trzy żarówki na rynku charakteryzuje się niską jakością żarnika, niewłaściwymi tolerancjami lub nieprecyzyjnym montażem, czyli po prostu niewłaściwą jakością geometrii wnętrza żarówki. W rezultacie powoduje to niewłaściwe oświetlenie drogi, oślepianie innych kierowców i pieszych oraz ma wpływ na niską żywotność. Standardowy pobór mocy żarówki, zgodny z regulacjami europejskimi, wynosi ok. 55-60 W. Mimo to na rynku dostępne są żarówki halogenowe z oznaczeniami „Xenon” lub „White”, które charakteryzują się poborem mocy na poziomie od 60 do nawet 120 W, co niesie za sobą rezultat w postaci bardzo wysokiej emisji ciepła. Warto wiedzieć, że im większy pobór mocy, tym mniejsza trwałość żarówki, niebezpieczeństwo samozapłonu i ryzyko zapalenia całego modułu oświetleniowego – reflektora. Przed zakupem należy zapoznać się z informacjami zamieszczonymi na opakowaniu, aby uniknąć przykrych doświadczeń.
W myśl powiedzenia, że nic w przyrodzie nie ginie – im więcej światła emituje żarówka samochodowa, tym niższa jest jej trwałość. Standardowy czas pracy żarówki samochodowej to ok. 800-1000 h. Żywotność żarówki dającej np. 100% światła może spaść nawet do ok. 400-600 h w zależności od konstrukcji żarnika.

Technologia ksenonowa (xenon)
Na wstępie należy ustalić nomenklaturę – lampa ksenonowa nie jest żarówką, ponieważ nie ma żarnika sensu stricte. To źródło światła nazywamy lampą bądź palnikiem/jarznikiem. Lampa ksenonowa została wprowadzona na rynek w 1991 r. i pierwotnie była montowana jako oryginalne wyposażenie w samochodach klasy premium (pierwszym było Audi A8). Oświetlenie ksenonowe zapewnia kierowcy większe pole widzenia w porównaniu z tradycyjnym oświetleniem halogenowym, zwiększając w ten sposób bezpieczeństwo na drodze. Lampa ksenonowa HID (High Intensity Discharge) daje dwukrotnie więcej światła niż żarówka halogenowa i zużywa połowę mniej energii przy dłuższej żywotności. Rozsył światła zwiększa się nawet o 70 m w stosunku do żarówek halogenowych!
Budowa lampy ksenonowej różni się od żarówki halogenowej w sposób znaczny. Efekt w postaci światła pojawia się dzięki powstaniu łuku świetlnego. Łuk jest miejscem samopodtrzymujących się wyładowań gazu pomiędzy dwoma elektrodami (katodą i anodą). Aby spowodować zapłon i efekt luminacji, potrzebny jest zapalnik (starter), który powoduje powstanie iskry pomiędzy dwoma elektrodami, rozgrzewając je do momentu ustabilizowania się wyładowań w łuku. Gazem zapalającym (inicjującym) jest w tym przypadku gaz szlachetny ksenon (Xe) – stąd nazwa technologii. Balast, który jest elementem układu, powoduje konwersje niskiego napięcia z akumulatora na napięcie potrzebne do działania lampy ksenonowej. Do uruchomienia lampy niezbędne jest napięcie startowe o wartości ok. 25.000 V, które następnie stabilizuje się do poziomu 42 V lub 85 V w zależności od typu lampy ksenonowej.
Na rynku dostępne są lampy o enigmatycznych nazwach D1S, D2S, D2R. D oznacza w tym przypadku „Discharge”, czyli wyładowanie. Lampy D1 i D3 mają wbudowany starter. W przypadku D2 i D4 jest on oddzielną jednostką bądź jest zintegrowany z elektronicznym balastem.
Mimo podobnej na pierwszy rzut oka konstrukcji lampy D1 i D3 oraz D2 i D4 nie mogą być stosowane zamiennie. Po pierwsze mają różne bazy. Po drugie operują na innym woltażu – D1 i D2 na 85 V, D3 i D4 na 42 V. Poza doskonałą jakością światła lampy ksenonowe wyróżniają się niższym niż w przypadku żarówek halogenowych poborem mocy. Wynosi on 35 W (przypomnijmy – 55-60 W w przypadku halogenów). Ponadto trwałość palnika ksenonowego wynosi ok. 3000 h, a zatem jest 3 razy większa niż w przypadku standardowej żarówki halogenowej. Powyżej strumienia świetlnego na poziomie 2000 lumenów (żarówka ksenonowa ma ok. 3000 lumenów) każdy reflektor powinien być wyposażony w system spryskiwaczy reflektorów oraz system samopoziomujący. Jest to wymagane prawem i służy temu, aby pojazd wyposażony w reflektory ksenonowe nie oślepiał pojazdów jadących z naprzeciwka.

W przypadku żarówki halogenowej w większości wypadków wymiana jest stosunkowo prosta. Wymianę lampy ksenonowej, ze względu na wysoką wartość palnika i stopień skomplikowania konstrukcji, warto zlecić wyspecjalizowanemu mechanikowi. Uwaga – na rynku dostępne są tzw. conversionkits lub potocznie HID-y. Jest to rozwiązanie zaprojektowane do samochodów wyposażonych w standardowe oświetlenie halogenowe. Jego zadaniem jest emitowanie światła zbliżonego do ksenonowego. To rozwiązanie jest nielegalne, bardzo niebezpieczne i należy go unikać. Powoduje bardzo duży pobór mocy, ryzyko spalenia reflektora, a ponadto oślepia kierowców jadących z naprzeciwka, mogąc powodować niebezpieczne sytuacje na drodze z uwagi na fakt niedopasowania lamp wyładowczych do geometrii reflektora przeznaczonego tylko do żarówek halogenowych. Jeśli właściciel posiadający pojazd wyposażony w moduł reflektorów halogenowych chciałby zmienić system na reflektory ksenonowe, powinien zaopatrzyć się w: reflektor ksenonowy (dedykowany tylko dla lamp wyładowczych), system spryskiwaczy i zderzak specjalnie do nich przystosowany oraz system samopoziomowania reflektorów. Warto tu podkreślić, że nie każdy model samochodu ma w ofercie opcje z reflektorami ksenonowymi (np. małe samochody miejskie czy nawet niektóre samochody kompaktowe segmentu C, np. Toyota Auris).

Technologia LED
Najmłodszą technologią dostępną na rynku jest LED (Light Emitting Diode). W języku polskim istnieje również określenie diody elektroluminescencyjne. Stosuje się również niepoprawne określenie – żarówka LED, sugerując, że dioda posiada żarnik. Nic bardziej mylnego. Diody LED są to źródła światła, których budowa znacząco różni się od wcześniej wspomnianych. W standardowej żarówce światło jest emitowane wskutek podgrzania wolframowego żarnika. W technologii ksenonowej za efekt luminacji odpowiedzialny jest łuk świetlny powstający pomiędzy elektrodami. LED to urządzenie półprzewodnikowe emitujące światło o określonej barwie. LED różni się zasadniczo od konwencjonalnych źródeł światła, takich jak lampy żarowe, fluorescencyjne i wyładowcze. LED nie wykorzystuje gazu lub żarnika, nie ma kruchej bańki szklanej i nie ma podatnych na uszkodzenie części ruchomych. LED zawiera specjalny materiał półprzewodnikowy emitujący światło.
W dzisiejszych czasach technologia LED ma bardzo szerokie zastosowanie. Skoncentrujmy się jednak na przemyśle motoryzacyjnym.

Czy wiesz, że…
- Szacuje się, że rynek lamp ksenonowych jako części zamiennych podwoi się do roku 2016.
- Ocenia się, że w roku 2012 użytkownicy wymienili 1,2 mln lamp ksenonowych.
- W roku 2011 prawie 20% nowych samochodów było wyposażonych w światła ksenonowe.
- Najmocniejszą lampą ksenonową dostępną na rynku części zamiennych aftermarket jest Philips Xenon X-tremeVision.

Diody LED dzielą się na:
- LED-y małej i średniej mocy – wykorzystywane są w panelach wskaźników lub np. do podświetlania ekranów LCD,
- LED-y wysokiej mocy – stosowane w reflektorach samochodowych.

Na rynku pierwotnym pojawiły się już modele samochodów wyposażone w reflektory w całości wykorzystujące technologię LED. Mowa tu nie tylko o światłach do jazdy dziennej, ale również światłach mijania oraz drogowych. Pierwszy taki reflektor powstał przy udziale firmy Philips w modelu Audi R8.
W technologii LED wykonywane są również światła stopu, kierunkowskazów czy światła przeciwmgielne. Na rynku części zamiennych (aftermarket) dostępne są obecnie jedynie światła do jazdy dziennej oraz diody oświetlenia wnętrza pojazdu (np. zamienniki żarówek W5W, C5W itd.). Należy uważać na ogólnodostępne hybrydy, które nie mają nic wspólnego z homologowanym oświetleniem. Na aukcjach internetowych możemy znaleźć np. „żarówki H7 LED” wykorzystujące trzonek żarówki H7 oraz diody LED SMD. Należy unikać tego typu produktów, gdyż są one niezgodne z prawem, ponieważ nie stanowią one zgodnego układu optycznego z reflektorem głównym i tym samym nie są dopuszczone do użytkowania w ruchu drogowym. Produkty wykonane w technologii LED niosą za sobą wiele korzyści. Przede wszystkim warto zwrócić uwagę na okres przydatności użytkowej, który jest od 4 do nawet 40 razy dłuższy niż w przypadku tradycyjnych żarówek.

Często słyszy się, że technologia LED potrzebuje większych nakładów finansowych. Należy jednak podkreślić, że wyższe nakłady początkowe są z nawiązką rekompensowane zużyciem energii niższym nawet o 80%. Dla przykładu, światła do jazdy dziennej Philips zużywają jedynie 10% energii, jakiej wymagają standardowe światła mijania, co przekłada się na mniejsze spalanie paliwa (do 0,2 l na 100 km). Zestaw świateł DRL pobiera niecałe 14 W. Dla porównania, dwie żarówki halogenowe zużywają aż 120 W. Na dodatek światła do jazdy dziennej mogą pracować nieprzerwanie aż do 10 tysięcy godzin. Trwałość, ekonomia, ekologia – LED to przyszłość źródeł światła, również w przypadku rozwiązań oświetleniowych dla motoryzacji.

Materiał firmy Philips