Obsługa reflektorów samochodowych (cz.I)

Fot. Hella

Lampa ksenonowa z systemem zasilania

Coraz częściej spotyka się na naszych drogach samochody z reflektorami w złym stanie technicznym. Jest to w znacznej mierze skutek niedostatecznych kwalifikacji kierowców i... personelu profesjonalnych warsztatów.

Specyficzne drogi rozwoju polskiej motoryzacji w dwóch ostatnich dziesięcioleciach spowodowały, że krajowy park samochodowy składa się obecnie z pojazdów wielu generacji, reprezentujących wszystkie światowe marki, kupowanych w różnych krajach i w związku z tym przystosowanych do obowiązujących w nich wymogów techniczno-prawnych. W ślad za tym idzie wielka rozmaitość konstrukcji, parametrów optycznych i elektrycznych, a także zasad serwisowania samochodowych reflektorów.

Nie bez znaczenia jest tu również fakt, iż znaczna część sprowadzanych do Polski samochodów używanych poddawana jest przed rejestracją w kraju bardzo poważnym, choć nie zawsze w pełni profesjonalnym naprawom, i wyposażana w nie zawsze właściwe części zamienne. W tej sytuacji pozornie proste zlecenie wymiany zużytych źródeł światła i prawidłowego wyregulowania reflektorów może rodzić bardzo skomplikowane problemy.

Rodzaje źródeł światła

Żarówki (lampy próżniowe) emitują światło dzięki żarzeniu się włókna wolframowego na skutek dostarczanej do niego energii elektrycznej. Ich wydajność świetlna (ok. 6%) jest niewielka, a dodatkowo ogranicza ją parowanie cząstek wolframu, skraplających się następnie na szklanej bańce, co powoduje jej zaciemnienie i skrócenie ogólnej żywotności tego źródła światła.

Żarówki reflektorowe

^{Rys.: Żarówki reflektorowe}

Lampy halogenowe mają w swych bańkach atomy pierwiastków z rodziny chlorowców (np. jodu). Ich obecność redukuje zaciemnienia szkła wolframem, mimo znacznie silniejszego żarzenia się włókna (temperatura ok. 3400°C, co zwiększa jasność światła i sprawność zamiany energii elektrycznej w światło do 8%). Dzieje się tak, ponieważ odparowywany wolfram podlega tzw. „przemianie cyklicznej”, powodującej jego ponowne osiadanie na włóknie. Mimo tej regeneracji żarnik wolframowy stopniowo się zużywa, więc żywotność tego rodzaju lampy jest również ograniczona, a zależy w znacznym stopniu od napięcia zasilania.

Jeśli napięcie zasilania zwiększymy o 5%, uzyskamy wzrost strumienia świetlnego o 20%, barwa światła stanie się bardziej niebieska, ale równocześnie żywotność lampy halogenowej zmaleje o połowę. Z tego powodu w niektórych modelach samochodów instaluje się oporniki w obwodzie zasilania reflektorów, aby napięcie na końcach włókna nie przekroczyło 13,2 V. Z kolei przy napięciu zbyt niskim temperatura żarnika spada, zmniejsza się jasność strumienia świetlnego, a jego barwa przesuwa się w kierunki czerwieni.

^{Rys.: Lampa ksenonowa wraz z reflektorem projektorowym}

Samochodowe lampy halogenowe H1, H3, H7, H9 i HB3 produkowane są jako jednowłóknowe, przeznaczone do stosowania w oddzielnych reflektorach świateł mijania i drogowych. Lampy H4 wyposażone są w dwa włókna (jedno do świateł mijania i drugie do drogowych w tym samym reflektorze). Włókno światła mijania przysłonięte jest blaszanym ekranem, tworzącym granicę między strefą oświetloną i zacienioną.

Nowocześniejsze, bardziej wydajne wersje halogenowych żarówek jedno- i dwuwłóknowych wypełniane są gazem ochronnym, a oznacza się je symbolami np. H1+30/50 lub H4+30/50. Lampy halogenowe o „niebieskiej” barwie (blue) światła, bardziej zbliżonej do dziennego, mogą (zależnie od cech psychomotorycznych kierowcy) wydawać się jaśniejsze i bardziej kontrastowe, a przez to mniej męczące dla ludzkiego wzroku. W przeciwieństwie jednak do żarówek typu +30/50 nie mają tych zalet w sensie obiektywnym.

Lampy wyładowcze (ksenonowe) wytwarzają światło dzięki jonizacji mieszanki ksenonu z oparami metali i metalogenidów łukiem elektrycznym, którego zajarzenie wymaga przyłożenia napięcia zapłonowego o wartości ok. 23 kV. Podczas kontrolowanego zasilania elektrod lampy przemiennym wysokim napięciem o czę stotliwości ok. 400 Hz powstaje w bańce wysoka temperatura, powodująca parowanie jonizowanych substancji. Lampa uzyskuje pełną jasność dopiero po kilku sekundach, w momencie odparowania i zjonizowania całej zawartości bańki. Do dalszego podtrzymywania jonizacji i świecenia lampy wystarcza już napięcie ok. 85 V, regulowane elektronicznym sterownikiem.

Ze względu na niebezpieczeństwo porażenia wysokim napięciem zapłonowym wszelkie prace przy lampach ksenonowych wymagają wcześniejszego odłączenia wtyczki zapłonnika. Nie wolno też, podobnie jak w przypadku lamp halogenowych, dotykać ich baniek gołymi palcami, gdyż pozostawione w ten sposób ślady ulegają potem spaleniu i szkło traci przejrzystość.

Zużyte lampy ksenonowe trzeba gromadzić w oddzielnych pojemnikach i oddawać je do specjalistycznej utylizacji. Rozbicie bańki ksenonowej w zamkniętym pomieszczeniu warsztatowym wymaga jego opuszczenia przez personel i 20-minutowego wietrzenia dla całkowitego usunięcia trujących gazów (szczególnie par rtęci). Żarówki i lampy halogenowe nie zawierają substancji szkodliwych, więc po zużyciu mogą trafiać na komunalne wysypiska śmieci.

Rodzaje reflektorów

W pojazdach użytkowanych obecnie w Polsce mogą występować aż cztery typowe systemy reflektorów głównych: paraboloidalne (w pojazdach starszych generacji), elipsoidalne DE (np. BMW serii 5), o swobodnych płaszczyznach odbłyśnika FF (np. Opel Astra II) oraz superDE, czyli kombinowane DE i FF, dominujące w najnowszych modelach pojazdów (np. Audi A6).

W systemie paraboloidalnym przekrój odbłyśnika ma kształt paraboli. Konstrukcja ta stosowana jest w reflektorach ze światłami mijania i drogowymi, wyposażonych w tradycyjne żarówki dwuwłóknowe lub w halogenowe lampy H4. Światło mijania odbijane jest przez górną część odbłyśnika. Działanie optyczne ma również specjalnie ukształtowana szyba reflektora.

System elipsoidalny DE (projektorowy) korzysta z odbłyśników o przekroju w kształcie elipsoidy trójosiowej i nadaje się szczególnie do małych reflektorów o wysokiej mocy. W jego układzie optycznym występuje ponadto przysłona (tworząca granicę światła i cienia) oraz soczewka kierująca strumień światła na drogę.

^{Rys.: Odbłyśniki reflektorów głównych}

System swobodnych płaszczyzn zwierciadlanych FF (free form) korzysta z odbłyśników o znacznej liczbie połączonych zwierciadeł. Ich kształty, rozmiary i usytuowanie obliczane są komputerowo tak, by uzyskać optymalne oświetlenie różnych stref drogi i jej otoczenia. Dzięki specjalnemu ustawieniu niemal wszystkie powierzchnie zwierciadlane biorą udział w tworzeniu wiązki światła mijania.

Reflektory super DE działają na opisanej już zasadzie projektorowej, lecz wykorzystują równocześnie płaszczyzny zwierciadlane typu FF dla pozyskania maksymalnej ilości światła z jego źródła. Dzięki temu strumień końcowy może być szerszy i lepiej oświetlać pobocza. W trzech nowszych generacjach reflektorów szyby nie mają żadnych elementów optycznych, a służą jedynie do ochrony wnętrza przed zanieczyszczeniami i niekorzystnym wpływem warunków atmosferycznych.

Symbole homologacyjne

Prawo międzynarodowe ani nawet unijne nie jest w tym zakresie całkowicie jednolite. Obok ustaleń generalnych, obowiązujących na całym obszarze UE, mamy do czynienia z regulacjami szczegółowymi, dotyczącymi tylko określonych państw. Dlatego każdy reflektor musi mieć (umieszczone na szklanym kloszu lub obudowie) oznaczenie kodowe potwierdzające jego dopuszczenie do użytku i terytorialny zasięg tego dopuszczenia.

Poszczególne znaki symbolu, np. HC/R 25 E1 02 A 44457, odczytuje się następująco: H – halogen, C – światła mijania, R – światła drogowe; ukośnik między C i R oznacza, że oba te światła nie mogą być włączane jednocześnie; 25 – liczba referencyjna określająca natężenie światła reflektora świateł drogowych; E1 informuje, że reflektor został dopuszczony do użytku w Niemczech; 02 A wskazuje na zintegrowanie w reflektorze świateł pozycyjnych; a końcowa liczba pięciocyfrowa pozwala na szczegółową identyfikację produktu i producenta.

Ogólnie rzecz biorąc, w kodowych oznaczeniach samochodowych reflektorów występować mogą symbole świateł: A – pozycyjne, B – przeciwmgłowe, C – mijania, R – drogowe (a także dalekosiężne), CR – drogowe i mijania, dające się używać jednocześnie (dopuszczalne w niektórych państwach), C/R – drogowe albo mijania, używane tylko przemiennie.

Jeśli chodzi o rodzaj i funkcję zastosowanego źródła światła możliwe są symbole: HC – halogenowe światło mijania, HCR – halogenowe światło drogowe i mijania, HC/R – halogenowe światło drogowe albo mijania, DC – ksenonowe światło mijania, DR – ksenonowe światło drogowe, DC/R – ksenonowe światło drogowe albo mijania (jednoczesne użycie jest wszędzie zabronione).

Najczęściej spotykane oznaczenia państw dopuszczających dany reflektor do użytku to: 1 – Niemcy, 2 – Francja, 3 – Włochy, 4 – Holandia, 5 – Szwecja, 6 – Belgia, 7 – Węgry, 8 – Czechy, 9 – Hiszpania, 10 – Jugosławia, 11 – Anglia, 12 – Austria, 13 – Luksemburg,
14 – Szwajcaria, 16 – Norwegia, 17 – Finlandia, 18 – Dania, 19 – Rumunia, 20 – Polska, 21 – Portugalia, 22 – Wspólnota Niepodległych Państw, 23 – Grecja. Element oświetlenia pojazdu, który uzyskał atest w jednym z państw Unii Europejskiej, jest automatycznie dopuszczony do ruchu na terenie całej Unii. W niektórych państwach stosowane są przepisy i zalecenia dodatkowe, które musi spełnić pojazd rejestrowany w danym państwie mimo, że ma atesty honorowane w Unii Europejskiej.

Szczególnie istotne są tu również oznaczenia reflektorów mijania ze światłem niesymetrycznym za pomocą znaków graficznych w formie strzałek. Ich brak świadczy o tym, że reflektor jest fabrycznie przystosowany do ruchu prawostronnego, strzałka jednokierunkowa określa reflektor przeznaczony dla ruchu lewostronnego, a dwukierunkowa – oznacza reflektor uniwersalny, czyli taki, w którym można czasowo zmienić niesymetryczną wiązkę świateł mijania na światło symetryczne. Zapobiega to oślepianiu kierowców nadjeżdżających z przeciwka, gdy pojazd np. z Wielkiej Brytanii porusza się we Francji (i odwrotnie). W całej Europie obowiązują światła mijania z niesymetryczną wiązką. Światła mijania z ymetryczną wiązką obowiązują w USA.