一、氙气灯的概念
氙气灯是一种含有氙气的新型大灯,又称高强度放电式气体灯,英文简称 hid ( intensity discharge lamp ) 。它的原理是在 uv-cut 抗紫外线水晶石英玻璃管内,以多种化学气体充填,其中大部份为氙气( xenon )与碘化物等惰性气体,然后再透过增压器( ballast )将车上 12 伏特的直流电压瞬间增压至 23000 伏特的电流,经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离,在两电极之间产生光源,这就是所谓的气体放电。而由氙气所产生的白色超强电弧光,可提高光线色温值,类似白昼的太阳光芒, hid 工作时所需的电流量仅为 3.5a ,亮度是传统卤素灯泡的三倍,使用寿命比传统卤素灯泡长 10 倍。
二、氙气灯( hid)的发光原理
汽车氙气灯与传统卤素灯不同,这是一种高压放电灯,它的发光原理是利用正负电刺激氙气与稀有金属化学反应发光,因此灯管内有一颗小小的玻璃球,这其中就是灌满了氙气及少许稀有金属,只要用电流去刺激它们进行化学反应,两者就会发出高达 4000k-12000k 温度的光芒。它采用一个特制的镇流器,利用汽车电池 12v 电压产生 23000v 以上的触发电压使灯启动。启动时 0.8 秒的亮度是额定亮度的 20% ,达到卤素灯的亮度,并使大灯 4 秒以内达到额定亮度的 80% 以上。在灯稳定后镇流器向灯提供约 80v 供电电压,保持灯以恒定功率运转。
三、氙气灯( hid)的性能特点
1、亮度高: 一般的 55w 卤素灯只能产生 1000 流明的光,而 35w 氙气灯能产生 3200 流明的强光,亮度提升 300% ,拥有超长及超广的视野,为你带来前所未有的驾车舒适感;让夜晚不再黑暗,视野更清晰,可大大减少行车事故率。
2、寿命长: 氙气灯是利用电子激发气体发光,并无钨丝存在,因此寿命较长,约为 3000 小时,大幅度超越汽车夜间行驶的总时数,而卤素灯只有 250 小时。
3、节能: 氙气灯只有 35w ,而发出的是 55w 卤素灯 3.5 倍以上的光,大大减轻了汽车电力系统的负荷,电力损耗节省 40% ,相应提高了车辆性能,节约能源。
4、色温性好: 有 4300k-12000k 等, 6000k 接近日光,深受广大用户的好评,而卤素灯只有 3000k ,光色暗淡发红。
5、安全可靠: 安全性才是 hid 的最大魅力,很多使用过 hid 的车主反应,安装了 hid 灯视线良好,夜间驾驶的安全性大大提高。主要是因为 hid 灯带来的多重光束和强度会比简单的远、近光设置更有效,能大幅提高车前方的照明,照亮路边的标志,这些对行车安全的重要性是毋庸置疑的。
6、应急性, 由于氙气灯与卤素灯的发光原理不同,当蓄电池供电出现问题时,它会延长几秒才熄灭,以便让车主有一定的时间去处理紧急情况。
四、造成氙气灯缺点的真正原因
hid 自上市以来可谓是褒贬不一,它的超高照明能力大幅降低了夜晚行车的危险性,但未经妥善设计的产品,却也对车主形成莫大的威胁,色温衰退、故障率高、寿命不长,都是网络上常见的抱怨问题,在此,我们将告诉你这些缺点的真正原因所在。
(一)炫光严重问题其实都是制造商的错
网络上一堆人在讨论对面车道的 hid 照得自己完全看不见前方路况!其实很多人也有类似的经验,但为什么原厂配置的 hid 灯具就没这个问题?原厂的 hid 灯具不但不会炫光,就连照明范围、亮度也都要比市场上销售的 hid 高明许多,这除了 hid 灯具本体与一般的卤素灯具设计不同之外,最重要的原因是,绝大多数的 hid 制造业者根本没有作好产品的质量工作。
hid 与卤素灯泡的“光型”不同,这点大家应该都听过,因为卤素灯泡是以燃烧钨丝来产生光线,而 hid 则是以电弧跳电燃烧“碘化物”来发光。前者的设计是笔直线圈状的钨丝,而后者的电弧则呈现一种弯曲的状态 ( 发光高度会多出 0.5mm) ,所发出的光均匀度与色温均大不相同,钨丝燃烧所发出的光线统统是 3000k 左右的黄光,但 hid 灯管上方的光线则是高色温的白光,下方的光线由于必须透过较多的卤素气体,因此也会呈现出色温较低的黄光。
虽然两者的光型不同,但如果灯泡光轴定位正确,改装 hid 所产生的炫光程度仍会在可接受范围之内。但前提是灯泡的光轴必须准确地落在灯具的发光中心。
(二)色温愈高就愈好的说法没有科学道理
首先,高色温的 hid 灯管寿命比较短, 4300k 的灯管寿命为 3200 小时, 5100k 与 6000k 的灯管大约是 2000 个小时,但色温高达 10000k 的灯管,已经查不出寿命资料 ( 因为灯管制造商并未提供 ) ,但根据前面的数据推估,它的寿命应该只有标准产品的 1/2( 因为 10000k 灯泡的内压极高 ) 。
以一般的卤素灯泡为例,它的照度大约是 1450lm( 流明 ) , 4300k 灯泡 3200lm 、 5100k 灯泡 2700lm 、 6000k 灯泡约为 2500lm ,但 10000k 的灯泡其照度却几乎只剩下 2000lm 左右,足足要比 4300k 的灯泡少了 40% 之多!
除了亮度不够之外,穿透力也是一个问题。人类肉眼的可见光波长约在 380nm( 紫 )~770nm( 红 ) 之间,而波长愈短的光线其穿透力愈差,愈不容易穿透水气或雾气,反而容易产生折射的现象!以往的超白光灯泡在下雨天的晚上会出现“有开灯好像没开灯”的状况便是这个原因,因为光线都被路面积水给折射掉了。更换色温愈高的 hid ,在下雨天的照明能力是愈差!因此如双 b 等大厂,他们仍坚持使用 4300k( 或是 5100k) 的 hid 灯泡,以兼顾各种不同环境的照明 ( 如雪地、雨天等 ) ,原因便是如此。
(三)定电流与定功率寿命不同
有些人所购买的 hid 常常会出现灯泡不亮、安定器烧毁的状况,除了可能是产品品管不佳的原因之外,最可能的因素是,安定器的设计理念完全错误!目前安定器的设计理念有两种,分别是定电流与定功率,而后者才是可以提供 hid 长久寿命的正确设计。
一个全新的 hid 灯泡,电极之间的距离为 4.2mm ,若要在两个电极之间产生跳电电弧 ( 学名为架弧 ) ,就必须在电极两端加以 23000v 的电压 ( 点灯之后工作电压会降至 85 ± 17v) ,但随着点灯次数、时间的增加,两个电极之间的距离也会愈来愈远,而要维持电弧跳电的工作电压,也会由 85v 慢慢增加至 102v 。
工作电压高低不在决定灯泡色温的因素之内,影响色温的因素除了灯管内不同的金属卤化物充填物之外,玻璃球内充填的压力 ( 色温愈高、压力愈大 ) 也是影响色温的因素之一。
定电流安定器会持续供应一个稳定的工作电流,但随着 hid 管压的增加,整体输出功率 ( 根据 p=vi 公式可知 ) 也会由额定的 35w 慢慢提升至 40w 甚至是 45w !额外的功率轻则导致灯泡固定座熔毁,重则会烧毁灯泡或是安定器!而采用定功率输出的安定器则不会有这种顾虑,运算电路会随着管压的提升而降低输出电流大小,让整个系统的功率消耗一直维持在 35w 的大小。由飞利浦、 hella 以及淳信科技所产制的 maxtel 品牌 hid ,均是使用定功率的设计理念。
(四) hid、卤素灯具不同
大灯反射体设计有两种,一种是 mr 曲面、一种是物线曲面。前者反射体呈钻石状,利用每片不同的角度,将光线反射至地面,重迭出宽广的照明区域。而物线曲面则将所有的光线平行送至灯壳,再利用灯壳上的花纹达到曲射光线、平均照明的目的。由于 hid 灯泡发光点较高 ( 比卤素灯泡高出 0.5mm) ,因此 ( 光型 ) 与卤素灯泡不同,不论是钻石曲面还是灯壳花纹均必须重新设计,但只要灯管光轴定位够准,依然可以将大灯光束炫光、散射的现象降至可接受范围之内。
五、关于氙气灯常识的几个误区
误区一: hid汽车氙气大灯消耗的功率为35w
35w 其实只是氙气大灯的输出功率,而因汽车氙气大灯不能用汽车上的 12v 低电压直接点亮,氙气大灯在启动时需要一个 2 万伏以上的高压来进行点火,点火成功后又需要将灯管的输出电压维持在约 85v ,亮灯的过程中还需要进行恒功率控制。所以这就需要在汽车电瓶与 hid 灯泡之间有一个转换器—安定器( hid ballast )。
而这个安定器其实也是耗能的,这就存在一个转换效率的问题。不同厂家的安定器因技术上的差别,其效率是不一样的,现领先这一水平的当属德国海拉、日本松下等厂家的产器。奔驰、宝马采用的就是海拉的,其效率可以达到 82%~83% ,国内因 cebt 花巨资引进了德国技术,加上持续的技术改进,效率也达 83% 左右,现在市场上较多数的 hid 安定器效率都只有 76%~80% ,有的甚至只有 70% 不到,可别小看这只有 5% 的转换效率,每降低 1% 的效率,安定器将会增加的 3 ℃ ~5 ℃温升(环境温度和改善前的效率值不同温升变化会稍有不同),因为效率太低则消耗在安定器的无用功率就越大,发热也就越高。结合车内高温的环境,这就好像本来一个大热天再给您一个大火炉,您的健康会有保障吗?
所以选择一款安全可靠的 hid 汽车氙气大灯,一定要了解该生产厂商的技术实力,了解这 35w 的背后是不是有一个足够高的转换效率。
误区二:汽车会自动给电瓶充电,多消耗几百毫安甚至几安培的电流无关紧要
汽车发动机在工作的时候会给电瓶充电,这没错,但不在乎电流那可大错特错了!因为这种误区忽略了导线的电阻率,人们通常说电线是导体,是的,但其实它也有电阻的,只是电阻较小而已。如果有条件可以做一个简单的实验,将我们家中的空调通过一个普通的排插座进行供电,过一会再去摸排插座的导线,是不是温度很高呀?影响电线的寿命的除了电线的工作环境,还有就是电源线上流过的电流。流过的电流越大,寿命则越短,提早老化。很多汽车着火就是因为汽车的电线老化引起的。如果能早点在乎这些多消耗的电流,也许很多汽车燃烧的事故就可以避免了。
有些 hid 厂家价格非常低,让人觉得非常实惠,但其实很多都是为了节省成本,不将最好的元器件与电线配给产品,有的甚至因为技术的限制,为了防止某些高档车显示出错指示,简单加一个电热丝在汽车上,导致电线上流过许多无谓的电流,加快了电线的老化速度,特别遇到了效率不高的安定器,就像是装了一颗定时炸弹在车上。其实改了车灯指示是没有多大关系的,而加了不该加的东西才是真正危险的。(技术好的公司在条件许可的情况下加的适配器才是几乎不耗能的。)
所以在选择汽车氙气大灯的时候,可别在电流上太大方。像 cebt 在为客户装氙气大灯时为了防止车上原来的电线过电流能力不强,在检测到车上原来的电线过电流能力不强时还会配上专门的连接线。确保安全可靠。而且正宗德国技术都在产品中设有多种保护功能,各种保护功能都通过微电脑软件检测实现,力争将产品中的无用功耗降至最低。
误区三:氙气灯色温越高越好
氙气灯的色温一般在 4000k~6000k 之间,高的色温可达 8000k 或 1 万多 k 。色温在 4000k~6000k 之间时,其光线的穿透力处最佳状态,色温超过 8000k 时穿透力会稍减弱,但光线独特,则非常适合给车辆增添个性时尚元素。
因此, cebt 的德国专家建议我们最好将我们爱车的远灯升级为 4000k~6000k 色温的氙气大灯,而将近灯升级为光线较独特的高色温氙气大灯。那么当您爱车的近灯远灯同时亮的时候,没有人会对您爱车两只漂亮的大眼睛无动于衷!
剖析完这三大误区,还有一点比较重要的是,汽车氙气大灯 emi 特性,所谓 emi 特性是指产品防止对其它产品传导干拢的特性,一款 emi 性能良好的产品业内被称为“绅士产品”,一款不能通过 emi 标准测试的产品是会给车上其它电器设备带来危害的,就好比一个人在夸夸其谈时唾沫横飞,相信您在和这类人相处时一定不是非常愉快。
那么怎样来鉴别哪款汽车氙气大灯通过了 emi 标准呢?我们用户当然不能拿来测试,因为很多廉价的氙气大灯产品供应商卖上一年的 hid 可能都赚不上一套 emi 测试设备,设备价格相当昂贵。但也别担心,有责任心的生产厂家会帮我们测试,世界上的 emi 标准组织会帮我们测试。我们只要知道我们购买的产品是否通过 e4-mark 认证就行了,但是您可别以为产品上标有个“ e4 ”就行了,因为很多没有通过 e4 认证的产品,他也私底下将这个标识印上去,而有些通过 e4 认证的产品他还不一定会印上这个标识。最好的办法就是去认证公司的网站上去查询,比如从 cebt 经销商那里询问到 cebt 产品 e4 认证的证书号码( e4-10r-020631 ),然后再到认证公司的网站上去验证。
六、氙气灯常见问题解析
1、辨别真假氙气灯的方法
假氙气灯的使用表现一般为:首先,温度高,有因高温烧裂灯具的,也有烧溶灯座的。其次,效果差,和 hid 比较,光亮不够,色彩差。而且,其耗电量大,要用增强线,装上后还会出现怠速不稳等现象。因耗电量大,怠速高了,耗油多了,有的要更换进口火花塞,才能保证供电系统。所以,这就需要在选购过程中睁亮双眼,选择质量有保证的氙气灯,如此,也才能取得上乘的效果。
2、如何辨别灯泡的品质好坏?
hid 灯泡的好坏差别很大,现在有很多小厂用人家的专利生产,但由于没有过硬的生产条件,生产的灯泡光强衰减很快,寿命很短,在工作 500 小时后,衰减就达到 30-50% ,而通常行业标准是 2250 小时后的光强衰减才小于 30% ,这主要是因为 hid 灯泡的技术要求在无氧的环境下生产,氧含量要求必须小于 0.5ppm (百万分之 0.5 ),否则电极很快氧化,光强下降,色温也会变化。目前国内达到这种要求的厂家仅仅几家而已,请在选择安装前仔细看清灯泡的生产厂家。
3、目前市面上有4300k,5000k,6000k,8000k,甚至有12000k,选择哪种更好?
4300k , 5000k , 6000k , 8000k , 12000k ,是指灯泡发的光的色温度,所谓色温度是指它在什么温度下呈现的光色,通常人们有一种误解,认为 k 数越高,亮度越高,其实亮度的表示单位是流明度( lm ) , 而 hid 的亮度一般都在 3200 流明度左右,由于工艺技术的限制, k 数越高的 hid 灯的亮度也有少量的下降, 4300k 是白色带一点黄色, 5000k 是白的雪亮, 6000k 的白色略带一点蓝色, 8000k 是比较蓝, 12000k 已经呈青色。而我们知道,颜色越深穿透力越差, 12000k 的照射效果最差, 8000k 虽然很炫,但照射效果比较差,不推荐使用; 6000k 的颜色比较炫,也不是很刺目,推荐使用, 5000k 雪亮,推荐使用, 4300k 的照射效果最好,穿透力也最好,推荐使用,尤其是雨天雾天较多的地区。
4、hid灯最好安装在近光灯上还是远光灯上?
hid 灯本身就是为了增加行车安全,如果你安装在远光灯上,当你打开远光灯时,会造成对方来车眩目,造成对方的不安全,同时也是自己的不安全,所以建议安装 hid 时把它安装在近光灯上。有些用户因需要,选择安装在远光上的,在与对面车会车时,切记将远光灯关掉,切勿直晃对方!这也是驾车的最基本的驾驶素质。 |