Автомобильные лампы Philips. Светить всегда

Может ли современная галогенная лампа светить на уровне газо­разрядной? Как скоро светодиоды придут на смену «ксенону»? Ответы на эти и другие вопросы мы получили, побывав на заводе компании Philips в Аахене

Развитие систем головного освещения сегодня идет в направлении применения прогрессивных материалов, технологий, модульных конструкций, а также широкого использования электронных и микропроцессорных схем. Учитывая при этом, что фары являются средством активной безопасности (порядка 60% ДТП происходит в условиях недостаточной видимости), конструкторам приходится решать две противоположные задачи: с одной стороны, максимально осветить дорогу, а с другой — не допустить ослепление водителей встречного транспорта. Ошибается тот, кто считает, что качество освещения в темное время суток зависит только от конструкции рефлектора и рассеивателя. Практика показала иное: отправной точкой для инноваций в области светотехники являются источники света — лампочки. О них и пойдет речь.

Чтобы газоразрядные лампы светили одинаково, их нужно отжечь — включить на некоторое время, пока цветовая температура достигнет нужной величины
© Фото: Philips

Основных производителей автомобильных ламп сегодня три: Philips, Osram и General Electric. Philips является общепризнанным лидером в этой тройке. Собственно, именно с производства автомобильных ламп и начинается его история. Компанию основали братья Антон и Джерар Филипс в 1891 году, и электрические лампы были первым видом продукции, которую она выпускала. С тех пор ассортимент значительно расширился — Philips добавил в свою обойму медицинскую и бытовую технику, однако несмотря на это производство ламп, в том числе автомобильных, имеет большое значение для голландского концерна. Линией автомобиль­ных ламп Philips занимается специализирован­ное подразделение Philips Automotive Lighting. В насто­ящее время автомобильные лампы выпу­скаются в четырех производственных центрах. Галогенные и ксеноновые лам­пы выходят из цехов завода, располо­женного в немецком Аахене. Там же, в Германии, в Плауэне, работает дру­гое предприятие по производству гало­генных ламп. Кроме того, в Плауэне вы­пускаются сигнальные лампы из твер­дого стекла. Польский завод в Пабьянице делает сигнальные и миниатюрные лампы для внутреннего освещения. Те же самые изделия поставляются во многие страны мира из Франции, с пред­приятия в городе Шартрез, которое является еще и главным упаковочным центром для вторичного рынка (доля запчастей в общем объеме продаж составляет 40%). Philips Automotive Lighting, кста­ти, является одной из немногих компа­ний, где не делается различий между лампами, поставляемыми на конвейеры автомобильных заводов, и лампами для вторичного рынка. Правда, здесь нужно добавить маленькую оговорку: в запасные части, как правило, поставляются модификации с увеличенным ресурсом или повышенной светоотдачей.

Для формирования луча ближнего света фаре требуется всего два таких светодиода
© Фото: Philips

В тонкости производства ламп головного освещения и в суть уникальных технологий, позволяющих добиться увеличения светового потока и срока службы, нас посвятили на заводе в Аахене. Philips использует для изготовления галогенных и ксеноновых ламп не тугоплавкое стекло, а специальное — кварцевое, и очень этим гордится. Чем кварцевое стекло лучше? Лампочки, изготовленные из него, отличаются от «тугоплавких» меньшими размерами колбы, поскольку стекло более тонкое. При этом еще и более прозрачное, что уменьшает потери светового потока. Правда, повышенная прозрачность не всегда во благо: проходящий через кварцевую колбу ультрафиолет пагубно влияет на пластиковые элементы фар, от отражателя до рассеивателя. Именно поэтому Philips разработал собственную рецептуру кварцевого стекла со специальными добавками, благодаря которым колба способна полностью отфильтровывать вредный ультрафиолетовый спектр.

Блок розжига лампы D5S интегрирован в цоколь, что позволяет сэкономить дефицитное пространство. Горелку Philips изготавливает сам, а электронику заказывает у партнеров
© Фото: Philips

Участки выпуска галогенных и ксеноновых автомобильных ламп Филипс — типично немецкое производство: точное, технологичное и максимально автоматизированное. В цехах почти идеальная чистота, напрашивается аналогия с фармацевтической фабрикой, выпускающей ампулы с лекарствами. Чтобы осмотреть производство, журналистам даже пришлось облачиться в халаты. Изготовление «галогенки» включает несколько этапов. Сначала к колбе (стекло поставляется на производство в готовом виде) приваривают тонкую трубку, которая впоследствии будет необходима для закачки газа. Затем в точно подогнанную по размерам ампулу вклеивают спаянную роботом металлическую начинку — спираль и экран. Далее наступает самый сложный этап — заполнение лампы газовой смесью. Чтобы ускорить закачку сжиженного газа, колбу охлаждают до минус 190 градусов, а после герметизации нагревают выше 2000 градусов. Не здесь ли скрыт один из фирменных секретов долговечности лампочек Philips? Венчает сборку самый ответственный этап — соединение колбы с цоколем. Здесь важно четко ориентировать спираль относительно цоколя (допустимое отклонение — 0,1 мм), иначе лампа будет светить неправильно: слепить водителей встречных машин или, наоборот, освещать лишь обочину. В конце технологической цепочки каждая лампа тестируется на герметичность и прозрачность. Оценивается и внешний вид готовой продукции, этим занимаются специально обученные сотрудники. Тотальный аудит качества снижает вероятность брака практически до нуля.

Наружная колба ксеноновой лампы служит надежным фильтром для ультрафиолета
© Фото: Philips

Ксеноновые лампы производят схожим образом. Отметим лишь несколько принципиальных отличий. Во-первых, в колбу монтируют не спираль, а электроды, при этом для стабильности горения электрической дуги туда же помещают кристаллы солей. Во-вторых, горелку накрывают стеклянной оболочкой, которая служит надежным фильтром для ультрафиолетового излучения. И еще один важный момент : после запайки ксеноновые лампы подвергаются отжигу — он включается на несколько часов, пока цветовая температура не достигнет нужной величины. К слову, все задействованное в производстве технологическое оборудование изготовлено «Филипсом», купить его на свободном рынке невозможно.

Тотальный контроль снижает вероятность выпуска некачественной продукции практически до нуля
© Фото: Philips

Фирма постоянно подогревает интерес к своей продукции, разрабатывая новые технологии, на основе которых запускает в производство различные новации, призванные обеспечить большую безопасность движения и создать до­полнительный комфорт, а также сделать экстерьер и интерьер автомобиля более эстетичными. Из последних новинок отметим лампы серии X-tremeVision, дающие освещенность почти вдвое выше того же показателя стандартных галогенных ламп, хотя мощность при этом остается той же. Кварцевое стекло вкупе со специально подобранной смесью газов (куда входит и ксенон) позволяет увеличить внутреннее давление чуть ли не вдвое и увеличить световой поток до 32 лм, не снижая долговечности нити. Причем на лабораторной установке, позволяющей определить освещенность в контрольных точках, мы наглядно убедились, что «галогенка» Philips X-treme Vision Н7 по светоотдаче действительно догоняет «ксенон».

Блок розжига лампы D5S интегрирован в цоколь, что позволяет сэкономить дефицитное пространство. Горелку Philips изготавливает сам, а электронику заказывает у партнеров
© Фото: Philips

Но и ксеноновый свет продолжает совершенствоваться. Здесь же, в лаборатории автомобильной светотехники, нам представили компактную ксеноновую лампу Philips D5S. В сравнении с галогенной лампой, этот «ксенон» потребляет на треть меньше энергии, более долговечен (ресурс 4000 часов), а излучаемый им спектр близок к дневному (световая температура 4500 К). Новинка в первую очередь должна заинтересовать производителей автомобилей компактного класса и мотоциклетной техники. И вот почему. В D5S используется интегрированное пускорегулирующее устройство, а это значит, что нет необходимости в установке отдельного блока розжига. Масса лампы составляет всего 100 граммов (включая балласт), а укороченный цоколь упрощает адаптацию нового источника света к существующему монтажному пространству. Но самое главное, при использовании лампы D5S фарам не требуются омыватель и автоматический корректор наклона луча. Причина в «дефорсированном» световом потоке. Наряду с другими представителями современной ксеноновой линейки Philips лампа D5S считается продуктом, дружественным к окружающей среде, поскольку не содержит токсичной ртути.

Лампа Philips X-treme Vision Н7 дает в два раза больше освещенности разрешенной зоны по сравнению со стандартной «галогенкой».
© Фото: Philips

И все же будущее газоразрядных ламп вовсе не такое яркое, как излучаемый ими свет. Конкуренцию «ксенону» должны составить светодиоды — полупроводниковые приборы, излучающие свет при прохождении тока. В отличие от обычных ламп накаливания, полупроводники не чувствительны к вибрации, а с точки зрения эффективности, надежности и срока службы они сравнимы с обычными лампами накаливания в той же степени, насколько современная стереосистема сравнима с ламповым радиоприемником. Рынок полупроводниковых источников света Philips начал осваивать в конце 1990-х годов, создав совместно с Hewlett-Packard предприятие по разработкам и производству сверхъ­ярких светодиодов, получившее название Lumileds. Впоследствии голландский концерн выкупил долю партнера, а крупнейшей разработкой Philips Lumileds последних лет стала технология Luxeon Power Light, сочетающая яркость обычных источников света с малыми присоединительными размерами, длительным сроком службы и другими преимуществами светоизлучающих диодов. Сегодня технология Luxeon дает проектировщикам возможность создания новой концепции осветительной техники, где источнику света отводится намного меньше места, устраняется необходимость замены осветительных элементов и предлагается точное управление светораспределением.

Свет, излучаемый «ксеноном», близок к дневному
© Фото: Philips

Но чтобы заменить лампы головного освещения светодиодами, нужно преодолеть ряд препятствий. Во-первых, даже лучшие светодиоды по эффективности сопоставимы только с галогенными лампами (светоотдача — около 25 лм). При этом они дороже (фара с полупроводниковыми огнями стоит более 1000 евро) и требуют специальной системы охлаждения, поскольку тепловой поток направлен не на рассеиватель, а в противоположную сторону. Как следствие — увеличивается внешний габарит фары. Яркий пример тому блок-фара электромобиля Nissan Leaf, по которой видно, что существующая светодиодная оптика по размерам не отличается от газоразрядной. Еще один минус светоизлучающих диодов — изменение спектра свечения в зависимости от температуры.

Это луч новомодных светодиодных фар электромобиля Nissan Leaf
© Фото: Philips

Естественно, инженеры Philips развивают полупроводниковое направление, серийно выпуская светодиоды для стоп-сигналов, габаритных и дневных ходовых огней. А вот до массового перехода на светодиодные фары, по оценке специалистов, еще далеко, поэтому ближайшее будущее останется за ксеноновыми огнями, которые становятся все экономичнее, догоняя по энергопотреблению светодиодные приборы.

Завод в Аахене  — головное предприятие подразделения Philips Automotive Lighting
© Фото: Philips

Лаборатория Philips, где создаются источники света будущего
© Фото: Philips