Nie! Nie od początku historii samobieżnych pojazdów drogowych wyposażano je w oświetlenie.
Ba…był nawet czas, kiedy niesiona przed lokomobilą parową pochodnia lub latarnia miała nie oświetlać, lecz ostrzegać przed „niebezpieczeństwem płynącym z furii mechanizmów”!
Czas na efektywne oświetlenie drogi nastąpił dopiero wtedy, kiedy automobil już nieco okrzepł technicznie, co oznaczało, że mógł się szybciej poruszać…. i to nie tylko w ciągu dnia, lub w oświetlonej zwykle w nocy przestrzeni miejskiej, ale również podczas podróży w ciemnościach kiedy nie było latarni ulicznych…, a to wymagało już dobrego oświetlenia drogi.
A, że „od zawsze” samochód był i jest wypadkową aktualnego stanu rozwoju techniki ewolucja jego konstrukcji dotyczyła również oświetlenia.
Historia jego rozwoju jest oczywiście długa i bogata w wydarzenia, ale z uwagi na temat przewodni tego opracowania tylko dla historycznego porządku należy wspomnieć lampy (jeszcze nie reflektory) zasilane paliwami płynnymi takim jak np. nafta czy alkohol, a następnie oświetlenie gazowe z palnikami acetylenowymi.
Era efektywnego oświetlenia drogi przed samochodem rozpoczęła się jednak dopiero wraz z upowszechnieniem wynalazku Charlesa F. Ketteringa z 1912 r. i obowiązującego do dziś modelu instalacji elektrycznej, składającej się ze stale zasilanego przez prądnicę prądu stałego akumulatora, rozrusznika i systemu oświetlenia, gdzie dotychczasowe źródło światła w postaci płomienia zastąpione zostało przez żarówki elektryczne.
Żeby (nomen omen) „wszystko było jednak jasne”, konieczne jest również wspomnieć, że żarówka elektryczna, jako taka, dzięki Thomasowi Alva Edisonowi i firmie Edison &Swan Electric Light Co. znana była ówczesnym już od 1879 r., a w samochodach (prawdopodobnie) po raz pierwszy pojawiła się w 1898 r. w elektrycznych pojazdach marki Columbia Electric Vehicle Co., w których montowano przednie reflektory produkowane przez amerykańską firmę Guide Lamp Company.
Dlaczego aż 20 lat później?
Z prostej przyczyny, ponieważ jak każdy wynalazek musiał technicznie dojrzeć do nowych zastosowań. O ile w pierwszych „stacjonarnych” żarówkach służących do oświetlania wnętrz lub ulic początkowo wystarczały żarniki wykonywane z materiałów zawierających węgiel, tak te, które narażone na wstrząsy występujące podczas jazdy musiały być nie tylko jaśniejsze, ale przede wszystkim bardziej trwałe.
Stało się to dopiero po 1889 r., kiedy austriacki wynalazca Carl Auer opatentował nowy rodzaj pojedynczego żarnika wykonanego ze splotu odpornego na wysoką temperaturę osmu i wolframu i umieścił go w bańce z żaroodpornego szkła borosilikatowego, które z kolei zawdzięczamy niemieckiemu wynalazcy z Jeny Otto Schodowi (1890 r.).
Podobny patent, który ze względów technologicznych jeszcze bardziej sprawdził się w późniejszej praktyce było wyeliminowanie osmu na rzecz drutu wykuwanego ze sztabek sproszkowanego wolframu (patent Williama Davida Collidge z 1908 r.)
Reasumując.
Za niekwestionowaną ojczyznę elektrycznego oświetlenia samochodowego należy uznać Amerykę, a jego upowszechnienie (co wiąże się z niezwykle dynamicznym rozwojem przemysłu elektrotechnicznego zarówno w Stanach jak i powojennej Europie) zdecydowanie przypada na wczesne lata 20. minionego stulecia od kiedy oświetlenie elektryczne stanowiło już standardowe wyposażenie większości produkowanych na świecie aut.
Na początku XX w. przemysł samochodowy dopiero przygotowywał się do „mobilnego” oświetlenia elektrycznego, a większość potrzebnych komponentów wytwarzana była w nielicznych jeszcze, nawet nie fabrykach, ale bardziej manufakturach zajmujących się wcześniej produkcją konwencjonalnego oświetlenia nazwijmy „płomieniowego” stosowanego zarówno do oświetlania domów, ulic, statków i pociągów jak również dyliżansów, rowerów i… motocykli oraz automobili.
Czas na pierwsze żarówki i reflektory
Aby światło elektryczne w pełni mogło zaistnieć na drogach musiały zostać spełnione kolejne dwa istotne warunki.
Pierwszym był ten, że wspomniane manufaktury musiały przekształcić się w wydajne fabryki zdolne produkować duże ilości żarówek na skalę przemysłową, a drugim, że stosowane dotąd obudowy źródeł światła musiały przeobrazić się w nowe urządzenia pozwalające na efektywne wykorzystanie zalet nowego rodzaju źródła światła.
Wraz z pojęciem „żarówki samochodowej” pojawia się też nowa nazwa „reflektor”, czyli urządzenie składające się z wielu elementów tworzących wraz z żarówką tzw. układ optyczny, dzięki któremu wytworzony przez żarówkę strumień świetlny mógł być uformowany według ustalonych założeń i wymagań, czyli dobrego i dalekiego oświetlenia drogi i dokładnie tam, gdzie było to wymagane.
Przy okazji! Ogromny wkład w to dzieło miał interesujący się problemem oświetlenia elektrycznego w samochodach Gottlob Honold, który nie tylko opracował unikatową technologię wytwarzania luster reflektorów samochodowych (paraboidalne, metalowe, pokrywane srebrem i polerowane), ale inspirowany doświadczeniami produkującego reflektory stacjonarne Carla Zeissa ok. 1913 r. określił też umiejscowienie żarówki z tyłu lampy, oraz zaprojektował lekko wypukłe szkło z odpowiednio ukształtowanymi rowkami, których zadaniem było ukierunkowanie bocznego rozrzutu światła.
A żarówki?
Ograniczając się tylko do Europy można wymienić co najmniej kilka znaczących wówczas firm specjalizujących się w produkcji żarówek samochodowych na skalę przemysłową.
W Holandii żarówki jeszcze z żarnikiem węglowym produkowane były od 1892 r., a od 1904 r. samochodowe w istniejącej od 1891 r. przez firmę Philips z Eindhoven kierowanej w tym czasie przez Antona Philipsa.
W bardzo zmotoryzowanej już na początku wieku Francji produkcję żarówek samochodowych podjęła firma Marshall, we Włoszech turyńska Carello, a w Anglii wytwórnia Josepha Lucasa. Nazwy znane niemal każdemu kto choć tylko pobieżnie interesuje się motoryzacją!
W Niemczech Bosch, Hella oraz produkująca żarówki od 1906 r. firma OSRAM, której nazwa pochodzi od zbitki słownej wspomnianych wcześniej osmu i wolframu.
Ostatnie dwie wymienione są tu nie bez powodu, ponieważ już od 100 lat, a dokładnie od 1921 r. mają również wspólny wątek z historią rodzącej się po odzyskaniu niepodległości motoryzacji polskiej.
Właśnie tak…, ponieważ wtedy została po raz pierwszy nawiązana współpraca biznesowa między Philipsem, a istniejącą już od 1908 r. firmą Zakłady Elektrotechniczne- Bracia Borkowscy.
Początkowe działania ograniczały się tylko do sprzedaży produktów Philipsa, ale już niecały rok później Holendrzy uruchomili pierwszy w Warszawie zakład produkcyjny wytwarzania lamp, a w 1923 r. drugi na warszawskiej Woli, gdzie w późniejszym czasie (ostatnia dekada lat 20. i wczesne lata 30.) koncentrowano się głównie na produkcji lamp radiowych, a następnie radioodbiorników.
Wyprzedzając fakty należy wspomnieć, że związek wolskich zakładów przetrwał aż do czasów powojennych, kiedy w Zakładach Polam im. Róży Luksemburg obok żarówek produkowano również sprzęt radiotechniczny.
To jeden wątek. Drugi dotyczy Pabianic i łączy się z wcześniej wymienioną firmą OSRAM, kiedy we wrześniu 1921 r. grupa inżynierów i przemysłowców zawiązała tam spółkę, a następnie przedsiębiorstwo „Polska Żarówka-Osram”, której celem miała być produkcja pierwszych polskich żarówek.
Wkrótce jednak po tym, wskutek tzw. trudności wewnętrznych przedsiębiorstwo zostało przejęte przez Philipsa.
Pierwszą produkcję żarówek rozpoczęto we wrześniu 1923 r. w dawnej fabryce Feliksa Krusche przy ul. Grobelnej 4, co w przypadku produkowanych z dostarczanych komponentów żarówek samochodowych ograniczało się wtedy do wytwarzania standardowo używanych wówczas żarówek jednożarnikowych.
Od 1924 r. w ofercie Philipsa pojawił się nowy rodzaj żarówek z podwójnym żarnikiem tzw. dwuskrętką, które w przypadku Philipsa określane były jako „ Philips Duplolux”, a niedługo potem ( w 1925 r.) oferta produkcyjna powiększyła się o nowy rodzaj żarówek samochodowych określanych w polskiej nomenklaturze technicznej jako „filtrówki”, czyli żarówki „Philips Duplolux-Selectiva”.
Wyprzedzając fakty należy dodać, że po zakończeniu wojny i dokonanej w 1946 r. nacjonalizacji fabryka Philipsa w Pabianicach, która weszła w państwowe struktury organizacyjne Centralnego Związku Przemysłu Elektrotechnicznego, na prawie dekadę zmieniła nazwę na „Pabianickie Zakłady Wytwórcze Lamp Żarowych L-2”.
Jeszcze w latach 40. strona polska jednak ponownie powróciła do współpracy z firmą Philips.
Nawiązano wówczas 10-letnią współpracę dotyczącą dostarczenia linii produkcji żarówek oraz importu gotowych komponentów w postaci gotowych skrętek wolframowych.
Produkcję żarówek podjęto od 1955 r. osiągając poziom produkcji ok. 28 mln szt., a niedługo potem w 1957 r. nastąpiła kolejna zmiana nazwy na Pabianicką Fabrykę Żarówek POLAM.
Co do uruchomienia produkcji żarówek samochodowych to nastąpiło to jednak dopiero w 1964 r. po wyposażeniu fabryki w urządzenia zaprojektowane przez utworzony jeszcze w 1955 r. wydział budowy maszyn i wyprodukowane w Warszawie.
W latach 1965-68 produkowano tu żarówki reflektorowe do aut osobowych jak również żarówki kierunkowskazów i świateł „stop”, a od 1980 r. również dwuskrętkowe żarówki reflektorowe 24V do samochodów ciężarowych i autobusów.
Wracając do filmówek.
Skąd taka potrzeba i na czym polegały kolejne innowacje?
Oczywiście z potrzeby chwili.
Lata 20. to odreagowanie powojennego stresu i nieporównywalny dotąd wzrost liczby jeżdżących po drogach samochodów…i oczywiście również nocą!
A że nie wypracowano wówczas jeszcze jednoznacznych i obowiązujących przepisów prawnych dotyczących warunków technicznych dotyczących samochodów (naprawdę były takie czasy) zachłyśnięci podróżowaniem kierowcy musieli zmierzyć się więc z problemem wzajemnego oślepiania.
Żarówki dla wszystkich, reflektory…w każdej ilości i konfiguracji- słowem dowolność… i tylko błagalne artykuły w prasie motoryzacyjnej poświęcane kulturze jazdy.
Sposoby na zminimalizowanie oślepiana były różne.
Początkowo stosowano mechanizmy umożliwiające obniżenie wiązki światła reflektora poprzez zmianę pozycji całego reflektora, potem samego lustra, aż w końcu mniej więcej od początku lat 20. XX w. nowego typu żarówki z dwoma żarnikami pozwalającymi na włącznie za pomocą włącznika (zwykle nożnego) świateł o słabszym lub mocniejszym strumieniu światła i różnie skierowanego.
Oczywiście różne źródła historyczne przypisują ten wynalazek różnym producentom. Amerykanie bronią swojego i twierdzą, że światła mijania z żarówkami dwuwłóknowymi to wynalazek wspomnianej już wcześniej firmy Guide Lamp Co. z Harford /Connecticut, ale w Europie najczęściej w tej kwestii wymienia się markę Bosch, która kompleksowo opracowała problem koordynując cechy żarówki dwużarnikowej z nową, zmienną geometrią lustra i szyby reflektora (1928 r.).
To trochę tak jak ze współczesnymi lampami samowyładowczymi (ksenonami), gdzie wymiana samego tylko źródła światła bardzie szkodzi niż pomaga!
Przy okazji dyskusji i poszukiwań nowych, bezpieczniejszych sposobów nieinwazyjnego oświetlenia samochodowego powstał też inny problem.
Zauważono (zwłaszcza Francuzi zwrócili na to uwagę), że lepszą widoczność, a jednocześnie mniej oślepia jadących z przeciwnej strony światło o zabarwieniu żółtym.
Wertując dawne periodyki motoryzacyjne początku lat 30. dyskusja przypominała tę o wyższości jednych świąt nad drugimi, ale w końcu zgodzono się na kompromis.
W większości krajów europejskich białe światło zostanie nadal jako dominujące, a żółte, które mniej oślepia i polepsza widoczność będzie bardziej przydatne w prowadzeniu auta podczas mgły.
Samochodziarze i producenci w większości krajów podzielili się na dwa obozy, ale Francuzi zostali przy swoim i zgodnie z ustawą od lipca 1936 r. do lat 70. wszystkie francuskie samochody oświetlały drogę na żółto.
Kompromisowym rozwiązaniem obydwu problemów (oślepiania i mgły) na raz było opracowanie konstrukcji nowej żarówki z dwoma żarnikami i podwójnymi bańkami, gdzie jedna była w kolorze białym, a druga żółtym.
Reklama z miesięcznika ATM -1935 r.
Zajrzyjmy na chwilę do polskiej prasy samochodowej, gdzie przewagę takich żarówek przedstawiano na przykładzie np. produktów marki Tungsram.
„Filtrówki” Tungsram stanowią daleko idące udoskonalenie dotychczasowych żarówek samochodowych typu „Duolux”. Zarówno „filtrówki” jak i żarówki „Duolux” posiadają światło dalekosiężne w barwie białej. Przy świetle bliskiem zasadnicza różnica między „filtrówkami” a żarówkami „Duolux” polega na tem, że światło to przy zastosowaniu „filtrówek” posiada barwę żółtą, „filtrówki” bowiem posiadają balon zwężony w połowie długości, przyczem przednia jego część jest zabarwiona na żółto.
Odporność „filtrówek” na wstrząśnienia jest bardzo znaczna. Szczególny nacisk został położony na odpowiednie umocowanie drucika białego światła. Drucik ten został z jednej strony usztywniony przez zastosowanie odpowiedniego wspornika, z drugiej zaś – zaopatrzony w specjalny amortyzator, mający na celu przeciwdziałanie drganiom własnym drucika świetlnego.
Drucik światła głównego jest tak skonstruowany i umieszczony, że nawet i przy najszerszych autostradach cała powierzchnia drogi oświetlana jest szeroko, aż poza oba brzegi, a z odległości 300-400 m można już rozpoznać wszelkie przeszkody, znaki ostrzegawcze itp.
Żółte światło bliskie jest łagodnie rozproszone, przytłumione i nierażące, a przy tem zupełnie dostatecznie silne, aby kierowca nawet przy dużej szybkości samochodu mógł rozróżniać przechodniów, nadjeżdżające pojazdy, drogowskazy i znaki ostrzegawcze.
Światło bliskie pozwala również na doskonałe oświetlanie krzywizn drogi dzięki bardzo szerokiemu rozrzutowi. Jedną z najważniejszych zaś zalet bliskiego światła o barwie żółtej jest jego doskonała przenikliwość podczas jazdy. [pisownia oryginalna]
Dla uzupełnienia. Philips nazwał swoje żarówki Duplolux- Selectiva”, „Osram- Bilux-Ambra”, a Tungsram „Bicolor” i wszystkie dostępne były powszechnie dla użytkowników pojazdów.
Dzięki takim żarówkom (z małą modyfikacją konstrukcji reflektorów w celu uzyskania asymetrycznego strumienia światła) kierowcy na całym świecie wypatrywali drogi praktycznie aż do połowy lat 60. minionego stulecia, czyli do czasu, kiedy ewolucyjnie żarówki samochodowe z konwencjonalnych z bańkami próżniowymi zmieniły się w halogenowe.
Na marginesie! Prekursorem takiego rozwiązania jest firma Hella, która opracowała żarówkę halogenową H1 już w 1962 r.
„Jody”, „halogeny” … o co tu chodzi?!
Skąd ta mocno działająca na wyobraźnię kierowców z ponad pół wieku nazwa?
Ano stąd, że pracują one w tzw. cyklu halogenowym, oznaczającym ciągły ruch zachodzący w wydłużonej bańce o małej średnicy, wykonanej ze szkła kwarcowego. Podobnie jak w poprzedniej generacji żarówek próżniowych, elementem emitującym światło jest wolframowy żarnik uformowany w tzw. skrętkę. Umieszczony jest on teraz wewnątrz wspomnianej bańki wypełnionej pod ciśnieniem lotnymi halogenkami, np. jodem lub bromem.
Żarnik rozżarzony przez prąd elektryczny do temp. ok. 2500 – 3000°C paruje – z jego powierzchni odrywają się atomy wolframu, które łącząc się ze związkami bromu i jodu tworzą gazowe związki – jodki lub bromki wolframu. Krążąc, losowo powracają one w okolice żarnika, gdzie w wysokiej temperaturze (a ta jest najwyższa w miejscach, gdzie uprzednio ubyło najwięcej wolframu) ów wolfram się wytrąca. Metal odkłada się na żarniku częściowo go regenerując, a jod lub brom wędrują znowu w okolice wewnętrznej ścianki bańki. Proces powtarza się nieustannie i określa się go jako wspomniany „cykl halogenowy”.
Obecność halogenków zmniejsza więc efekt odparowywania wolframu i osadzania się go na ściankach bańki (czarne zabarwienie bańki, znane z tradycyjnych żarówek próżniowych). Pojawia się też możliwość podniesienia temperatury żarnika, co w sumie przekłada się bezpośrednio na większą w stosunku do tradycyjnej żarówki próżniowej skuteczność świetlną, która wynosi do 27 lm/W (w próżniowej asymetrycznej żarówce dwuświatłowej np. R2 o mocy 45/40W było to średnio 15 lm/W a nawet mniej). Światło żarówki halogenowej ma też bardziej białą barwę, a cała żarówka niemal dwukrotnie większą trwałość oraz emituje prawie taki sam strumień światła przez cały okres eksploatacji.
Drugim ważnym elementem wpływającym na trwałość żarówki halogenowej są drgania, których oczywiście nie da się w samochodzie całkowicie wyeliminować. Nadmierne powodują jednak, że osadzanie się wolframu na żarniku nie będzie równomierne, a to również może być przyczyną przedwczesnej awarii. Obecnie wymagania dotyczące jakości żarówek halogenowych bardzo wzrosły, ale w początkowym okresie ich stosowania bywało tak, że w samochodach napędzanych silnikami wysokoprężnymi ich żywotność była niższa niż w tych z silnikami benzynowymi. Dzisiaj przyjmuje się, że średni czas pracy nowoczesnej standardowej żarówki halogenowej (np. H7) wynosi od 250 do 1000 godzin.
Żarówki halogenowe kierowane na rynek europejski występowały początkowo (lata 60. i 70.) w odmianach jednoświatłowych (H1/H2/H3/HB3/HB4) i dwuświatłowej H4 o mocy 60/55W. Te ostatnie z wbudowaną wewnątrz bańki odpowiednio pochyloną blaszaną przesłoną w kształcie połowy walca tzw. kapką, pozwalającą na precyzyjne wyznaczenie granicy światła i cienia (reflektory asymetryczne).
Z czasem, wraz z wprowadzeniem przez producentów reflektorów nowych technologii wykonywania odbłyśników elipsoidalnych (inaczej projekcyjnych) lub typu FF (o czym później), producenci żarówek halogenowych zaczęli wprowadzać na rynek nowe tzw. kategorie żarówek halogenowych. Najpopularniejsza z nich oznaczona jest symbolem H7, ale jest też wiele innych, np. H8/H9/H10 i H11.
Żarówki halogenowe mimo tego, że ich historia sięga lat 60. XX w. nadal są wiodącym w motoryzacji źródłem światła. I mimo rosnącej konkurencji ze strony lamp ksenonowych czy diod LED, szybko nie oddadzą tej pozycji.
A przy okazji „ery halogenów” wracając ponownie na chwilę do historii Pabianic i Philipsa.
W czasach tzw. transformacji, a konkretnie w 1992 r. fabryka oświetlenia Polam już w nowej lokalizacji przy ul. Partyzantów i powiększona o nowe hale przekształcona została w jednoosobową spółkę państwa, a w 1995 r. jej aktywa przeniesiono do Narodowych Funduszy Inwestycyjnych. Rok później (16 września 1996 r) po ponad 70- letniej przerwie 60% udziałów zakładów pabianickich zakupionych zostały przez koncern Philips Lighting Holding B.V, a już w następnym stały się częścią Philips Lighting Holding S.A., w której wyodrębniono trzy zasadnicze działy: Zakład Żarówek Oświetleniowych, Halogenowych i Samochodowych.
Taka inna jarzeniówka?!
Czy na „halogenach” kończy się historia oświetlenia samochodowego?
Oczywiście nie. Mimo ich ciągłej popularności i trwania na rynku w latach 90. XX w., (tak to już 30 lat temu!) pojawił się ich groźny konkurent, czyli opracowane i testowane już w 1951 r. przez Philipsa samochodowe lampy wyładowcze dużej intensywności HID (High-intensity discharge) określane też jako lampy metalohalogenkowe, lub prościej- lampy ksenonowe.
W jednej z pierwszych tego typu źródeł światła wyposażone było BMW serii 7 z 1991 r., ale wkrótce dołączyli również inni producenci samochodów.
Łatwo je rozpoznać nawet z dużej odległości po charakterystycznym, błękitnym odcieniu strumienia świetlnego. Światło powstaje w nich wskutek wyładowania elektrycznego w postaci łuku o długości ok. 4-5 mm, tworzącego się w małej bańce wykonanej ze szkła żaroodpornego wypełnionej gazami szlachetnymi takimi jak argon, ksenon lub solami metali.
Samochodowe lampy wyładowcze działają na zasadzie podobnej do popularnych (ale znacznie mniejszych) świetlówek, albo jak stale świecący flesz fotograficzny.
Otrzymujemy zatem oszczędne źródło światła o prawie trzykrotnie wyższej w stosunku do żarówek halogenowych skuteczności świetlnej (ok. 90 lm/W, a gdy zastosowano zamiast ksenonu argon, nawet 115 lm/W), o barwie zbliżonej do światła dziennego (temp. barwowa to ok. 4250 K, podczas kiedy światło dzienne to ok. 6000 K) odporne na wstrząsy i o dużej trwałości sięgającej 1500 – 3000 godzin.
Wydawałoby się, że wreszcie jest to rozwiązanie bliskie ideału…, a jednak.
Aby zainicjować powstawanie wspomnianego świecącego łuku elektrycznego, czyli by uzyskać jonizację gazów wypełniających bańkę, potrzebne jest bardzo duże napięcie wynoszące ok. 25-30 tys. V. Częstotliwość prądu zmiennego zasilającego lampę wynosi 300-400 Hz, a wymagane napięcie robocze dla podtrzymania świecenia lampy to ok. 85 V (istnieją też wersje 45 V). Stosowanie lamp wyładowczych wiąże się więc z koniecznością użycia dodatkowych elementów instalacji elektrycznej: zapłonnika wytwarzającego wysokie napięcie oraz sterownika nadzorującego zasilanie. Oczywiście wprowadzają one straty energii pogarszając całkowitą efektywność. Ważne jest też to, że wysokie napięcie w pojeździe to zagrożenie bezpieczeństwa ludzi, np. podczas wypadku lub przy naprawie/wymianie lampy. Stąd konieczne jest odpowiednie izolowanie i inne zabezpieczenia.
Drugi słabszy punkt ksenonów, to dość długi czas potrzebny do ich uruchomienia. Liczy się go w dziesiątkach sekund, kiedy żarówki halogenowe startują w czasie ok. 20 milisekund! Stąd początkowo (na początku lat 90.), do kiedy nie opracowano systemów przysłon żarnika (tzw. biksenony), lampy ksenonowe stosowano tylko jako światła mijania lub przeciwmgłowe.
Trzecim minusem lamp ksenonowych jest spadająca w trakcie eksploatacji ich wydajność i zmieniająca się barwa emitowanego światła. Choć żywotność jest wyraźnie dłuższa niż halogenów, to strumień świetlny cały czas niezauważalnie maleje więc wyeksploatowana lampa ksenonowa nadal świeci, ale po pewnym czasie barwa światła zmienia się na niebiesko-fioletową. Stąd konieczność dopilnowania czasu eksploatacji, bo gdy się w końcu „przepali” oznacza to, że już od bardzo dawna oświetlenie było niewystarczające.
Ogólnie mówiąc reflektory ksenonowe (zwłaszcza ich wcześniejsze wersje) w stosunku do reflektorów halogenowych mają więc wiele zalet, ale również wspomniane wady. Te jednak w miarę rozwoju technologicznego są sukcesywnie eliminowane.
Dla przykładu reflektory typu D5S oraz D8S nie wymagają już systemów samopoziomowania i spryskiwaczy szyby, a dodatkowo nie zawierają również stosowanej dotąd toksycznej dla środowiska naturalnego rtęci.
I słowo prawie ostatnie – diody elektroluminescencyjne LED (light emitting diode)
Są to urządzenia półprzewodnikowe, w których emisja światła uzyskiwana jest na skutek przepływu prądu elektrycznego przez półprzewodniki, np. związki galu. Same w sobie nie są czymś nowym i już od dawna stosowane były w samochodach jako źródło światła dla np. podświetlania elementów tablicy rozdzielczej, przycisków i wyłączników oraz świateł sygnałowych czyli np. kierunkowskazów lub świateł hamowania. Kiedy opracowano diody LED świecące światłem białym (najpopularniejsza metoda to przepuszczenie światła diody niebieskiej InGaN przez powierzchnię pokrytą odpowiednim luminoforem, co modyfikuje rozkład spektralny (barwę światła) upłynęło trochę czasu zanim ich wydajność, sprawność i barwa, a także akceptowalna cena pozwoliły na zastosowanie jako źródła światła do lamp samochodowych. Obecnie doskonale sprawdzają się już jako tzw. światła do jazdy dziennej. W ostatnich latach, kiedy opracowano technologię wytwarzania białych LED-ów dużej mocy, coraz częściej znajdują one zastosowanie również jako źródła światła dla reflektorów głównych.
Aby jednak uzyskać wystarczający strumień światła diody LED trzeba połączyć w grupy. To wada w przypadku klasycznej konstrukcji reflektora, ale zastosowanie wielu mniejszych „zespolonych” jednostek, lub tzw. matryce świetlne to sposób na poradzenie sobie z trudnościami, a czasem dodatkowy atrybut np. przy stylizacji nadwozi lub w światłach adaptacyjnych. W jednej matrycy może być od kilku do kilkudziesięciu diod. Diody emitujące białe światło są nieustannie udoskonalane, a strumień świetlny i wydajność pojedynczego źródła światła ciągle wzrasta. Jeszcze niedawno pojedyncza dioda była w stanie wygenerować strumień świetlny rzędu 60 lm, a dziś ta wartość sięga znacznie ponad 300 lm i rośnie, zaś jej wydajność może sięgać nawet 150 lm/W. Obok niebieskawego odcienia barwy światła (ok. 5500 K) zbliżonej do światła dziennego, to druga z głównych zalet tego źródła światła. Choć z tą zaletą też nie do końca prawda, ponieważ starsi kierowcy lepiej widzą przy cieplejszej (bardziej żółtej, „halogenowej”) barwie, a wówczas maleje sprawność LED-ów. Diody zużywają o 80% mniej energii elektrycznej niż tradycyjne żarówki halogenowe, uruchamiają się w ciągu 1 ms (co jest bardzo ważne np. w przypadku wykorzystania ich w lampach hamowania), mogą być bardzo trwałe (od 10 do 100 tys. godzin, pod warunkiem zastosowania odpowiednich technologii wytwarzania LED-ów i zapewnienia skutecznego odprowadzania ciepła w samej lampie, a to podnosi cenę). Sprawność wykorzystania strumienia świetlnego w reflektorach LED może sięgać do ok. 80%, gdyż LED-y są małe, a światło emitują tylko w połowie sfery, co umożliwia stosowanie sprawnych układów optycznych, np. tylko soczewek. W przypadku halogenów sprawność 30% to bardzo dużo. Diody LED wraz z indywidualnymi reflektorami także mają małe rozmiary, co stwarza duże możliwości konfiguracji źródła światła w zależności od potrzeb. Ogromne pole do zagospodarowania przez stylistów!
Czyżby więc kolejne źródło światła pozbawione wad? Nie do końca, ponieważ wykorzystanie LED-ów w reflektorach oświetlających drogę łączy się z koniecznością stosowania skomplikowanych i przez to drogich urządzeń, jak choćby sterowników impulsowych z modulacją PWM (Pulse Width Modulation) umożliwiających regulację jasności. Konieczne jest także odpowiednie chłodzenie matryc, bo choć dioda jest „zimnym” źródłem światła, to jednak wytwarza ciepło, a temperatura powyżej 100° C już ogranicza jej trwałość (absolutne maksimum to 130° C). W rezultacie reflektory LED-owe na razie widzimy tylko w samochodach klasy premium, a jeżeli pojawiają się w autach niższych klas, mogą to być rozwiązania o niższej wydajności.
Ostatnio dużo się mówi o światłach laserowych, które są odmianą świateł LED z nieco silniejszym, „punktowym” emiterem światła …ale to kolejne i dość skomplikowane zagadnienie techniczne.
Czy oświetlenie samochodowe to zakończony na teraz temat?
Oczywiście nie. Jak nigdy dotąd przemiany dokonujące się w dziedzinie „światła w samochodzie” postępują nadzwyczaj szybko i często z zaskakującymi skutkami.
Reflektory matrycowe, tzw. retrofity…a może coś czego jeszcze nie nazywamy po imieniu?!
