Újratöltve, már led lámpával is

2012.01.19. 06:21 Módosítva: 2012-01-19 11:47:27

Milyen fényszórót használnak azok a gyártók, amelyek a legjobbat akarják a csúcs modelljükbe? Ők a LED-lámpára szavaznak. Mi elmondjuk miért.

Ránézek egy autó lámpájára, megnézem a vetített képet, és azonnal van egy benyomásom, hogy a gyártó mennyit költött és mennyi figyelmet fordított erre a részegységre. Ez sokat elmond a termékről és a gyártóról is. Ha koszos a törölköző, a mosdó sem lehet valami pompás.

Pár éve azt gondoltuk, a xenoné a jövő, hiszen a halogén H4-eshez, vagy H7-eshez képest hatalmas volt a fényereje, és a modern foncsortechnikákkal, a projektoros, gyűjtőlencsés lámpákkal az erős fény nagyon szép fényeloszlást produkált. Széles területet világított meg egyenletes fénnyel, és a viszonylag kicsi és könnyű lámpatestet jól lehetett pozicionálni a dinamikus magasság-szabályzással.

Persze ebből is voltak jók és rosszak. Akadt, amelyik annyira nem tudta lekövetni a jármű hossztengelybillegését, hogy felfordult a gyomrom a fénynyaláb bólogatásától, de volt amelyiknél a billegést észrevehetetlenül kompenzálta.

Aztán teltek az évek, és bebizonyosodott, hogy a xenon égők elméleti hosszú élettartamát nagyon sok dolog befolyásolja, ezért egyre több félszemű, prémiumkategóriás, viszonylag új autót láttunk az utakon. Nincs ebben csoda, a rendszer elég összetett: kell egy trafó, egy gyújtóelektronika és ezeket összekötő vezetékelés vagy egybefoglaló ház, amelynek elhelyezése sem mindegy. A nagyfeszültségnek zavarvédelem kellett, ráadásul még veszélyes is volt, ha beázott. Ha pedig elromlott, azonnal a képünkbe ugrott egy akkora számla, hogy rögtön megvakultunk, még ha a lámpánk nem is világított a szemünkbe.

Talán felesleges is múlt időt használnom, hiszen jelenleg általában a prémiummodellek fapadosabb verziói tartalmaznak esetleg halogén izzót, az elterjedt világítás a xenon ívkisüléses (HID High Intensity Discharge) lámpatest, általában projektoros kivitelben, és feláras az új ledes lámpatest.

A led nem újdonság, a fényemittáló diódák már évtizedek óta léteznek, azonban a jármű első fényszórójában történő alkalmazhatóság csak az elmúlt években jutott arra a szintre, hogy pár prémium márka meg is próbálja. Ezek persze nem teljesen azok a ledek, amiket megszoktunk, mint zseblámpaégő, vagy visszajelző a kettes Golf műszerfalában.

Az elvük azonban azonos, kinézetük pedig egy kis, körülbelül 2-5 négyzetmilliméteres négyzetlaphoz hasonló. Terjedő elnevezésük a led chip modul. A kifejezés arra utal, hogy a ledet integrálták egyetlen elektronikai egységbe, s az egész nem nagyobb 2-5 négyzetmilliméternél.

Korábban az volt a probléma, hogy a led túlságosan pontszerű fényforrás, a kiterjedése kisebb, mint bármilyen apró, izzószálas, szabvány 55 wattos izzónak. Ennek a kis fényforrásnak hiába van meglehetősen nagy fényereje, egyrészt megközelítőleg sem világít 360 fokban, másrészt pedig nagyon pontosan kell a fókuszpontba pozicionálni ahhoz, hogy fénye jól irányítható legyen. Az utóbbi években hiába terjedtek el a led chip modulok; ha a műanyagipar nem lenne annyira magas fokon, mint most, semmit nem érnénk vele. Egyrészt a számítógépes tervezés és az integrált gyártás olcsóbbá válásával a kis ledek foncsora annyira pontos és kis szórású lehet, hogy a pozicionálás könnyebben és pontosabban megy, másrészt a fémgőzölt műanyag-hordozójú foncsorok is hatalmasat fejlődtek.

Talán ez utóbbi a legfőbb tényező, ugyanis egy 20 százalékkal rosszabb visszaverőképességű foncsor a fénykéve útra eső részének intenzitását majdnem 40 százalékkal csökkenti. Ennek oka a rosszabb visszatükröződés, valamint a több szórt fény megjelenése. Tehát a kevesebbet is rosszul irányítja az útra.

Ha ez párosul egy pontatlan parabolatükörrel, ahol a fókuszponttól kicsit kijjebb esik a fényforrás, már egy sima H4-es izzó is jobban világíthat, mint egy led-fényszóró. Persze mindezt 20 évvel ezelőtt is meg tudták volna valósítani, de annak a költségét nem tudta volna elviselni egy nagy személyautó, az Endeavor orrára  pedig nem kellett ledes fényszóró.

Mikor a ledes hátsó lámpa már tucatszámra került az autókra, a gyártók felfújták az arcukat, és egymás után jelentek meg a ledes első fényszórók. Mindig nagy kérdés, hogy ki volt az első. Nem akarok céltáblává válni a kommentelőink előtt, úgyhogy óvatosan fogalmazok. Elsők között volt az Audi az R8-assal, az A8-assal, majd az új A6-ossal, valamint a BMW az új 6-ossal (F12/13), de a tengereken túlon a Cadillac Escalade és a Lexus LS600H is nagyjából ebben az időben jelentette meg a ledes első fényszóróit.

Nem szabad eltitkolnunk, hogy a ledes fényszórók egyik nagy előnye, hogy a lámpatest nagyobb szabadsággal tervezhető, kisebb lehet, és korunk állandóan újat létrehozni kényszerülő, állandóan faceliften gondolkodó korában ez nem kis fegyvertény. Marketingeszköznek is beválik, hiszen ki látott manapság olyan Audi A6-os prospektust vagy gyári képet, ahol nem a ledes verziót mutatták?

A BMW és az Audi különböző utat jár a ledes fényszórók alkalmazásában is. A BMW az új hatos sorozatnál tulajdonképpen egy szabad formázású, parabolatükrös fényszóróban, hídon helyezi el a foncsor felé irányított ledjeit, amelynél a foncsor felső része a tompított, alsó része a távfény. Az Audi  több, kis, projektoros lámpatestet használ, bennük egy-egy leddel, amelyek vetítési képét a foncsor és a gyűjtőlencse együtt határozza meg. Nem tudom megítélni, melyik világít jobban, mert még nem teszteltem egyiket sem, de az biztos, hogy az Audi rendszere nagyon átgondolt, és jelenleg többféleképpen tudja a vetítési képet módosítani, adaptálni a közlekedési és látási viszonyokhoz, mint a BMW-é.

A ledes lámpák fejlesztésében a Hella játszotta az egyik vezető szerepet, maguk a fényforrások gyártásában pedig a Philips és az Osram.

Az adaptív xenon lámpatestek esetében a fényvetést meghatározó blendék voltak a fénynyaláb útjában, ezek valósították meg a vetítési kép konkrét alakját, mozgató és pozicionáló motorok segítségével. Az utóbbi években, például az Audi adaptív xenonja esetében az égő előtt léptetőmotorral forgatott, változó keresztmetszetű hengerrel oldották meg a blendézést, azaz a vetítési kép formaváltozását. Így az adaptív fényszóró több vetítési képet tudott adni, alkalmazkodni tudott az igényekhez.

A bólintáskompenzálás mellett egyes lámpatestek tudtak távfényt, országúti fényt, városi fényt és kanyarfényt is. A blendék és a foncsorok mozgatása, pozicionálása léptetőmotorokkal és kombinált elektromágnesekkel valósulhatott meg. Ez elektronikailag és mechanikailag egyaránt bonyolult rendszer, az ilyen lámpatestek egyelőre működnek, de a kopás, az elhasználódás és az oxidáció olyan pontatlanságot és működésbeli zavarokat okoz, amelyek nem csak használhatatlanná, de akár veszélyessé is tehetik a lámpát. Persze a gyártók ezt tudják és a az OBD- (On-Board Diagnostic – fedélzeti öndiagnosztika), illetve buszrendszerekre ültetik ezeket, akárcsak az összes adaptív fényszórót.

A ledes lámpatesteknél más a helyzet. Az optika mögé ültetett ledeket sokkal kevesebb mechanikus alkatrész veszi körül. A különböző vetítési képet adó fényforrásokat külön ki- és bekapcsolhatja az elektronika, így a mozik korszerű vetítőgépéhez hasonlóan olyan formát vetítünk az útra, amilyet akarunk. Ez, kombinálva a már meglévő kamerás biztonsági rendszerekkel, például a BMW Night Vision rendszerével, olyan lehetőségeket nyit az adaptív fényszórók előtt, amilyenek a blendével takart, átpozicionálható xenon lámpa esetében nem léteznek. Az Audi led lámpatestjeiben a Lumileds által gyártott Altilon fényforrások vannak, amelyek valójában már meglévő led fényforrások adaptációi a megváltozott üzemi körülményekhez.

Minden kisprojektoros lámpatestben van egy-egy led chip modul, amelyek bekapcsolás-, kikapcsolás-, vagy teljesítményszabályzása kis túlzással egyenként is lehetséges. A szabad formázású parabolatükör foncsoros lámpatestek – például a 6-os BMW esetében - általában 3-5 fényforrást tartalmaznak, de 2013-ra egyes gyártók maximálisan három, de inkább két leddel kívánják a tompított alapfényt megoldani. Az adaptivitáshoz természetesen több ledre van szükség.

A jelenlegi rendszer mindössze oldalanként 19 wattot fogyaszt, ellentétben a xenon 35 wattos, és a konvencionális izzók 55 wattos fogyasztásával. Sőt, tűimpulzus formájában, a begyújtás pillanatában a xenon rövid időre a működési fogyasztásának akár tízszeresét is beszippanthatja. A led, illetve elektronikája egyenletesen veszi fel az áramot, de sajnos elég sok hőt termel, amelynek elvezetését meg kell oldani. Erre a lámpatestre helyezett, a menetszél által elért hűtőfelületeket alkalmaznak, az Audi lámpatestjében pedig szellőztetőventilátor is van.

További előnye a led lámpának, hogy pwm jellel (pulse width modulation), azaz a működtető négyszögjel-kitöltési tényezőjének változtatásával a fényereje szinte fokozatmentesen változtatható. A csökkentett fényerejű led színhőmérséklete nem változik. A ledsor nappali menetfényként működik kisebb fényerővel, majd amikor felkapcsoljuk az irányjelzőt, ugyanez a ledsor erősebb üzemre kapcsol, villog és színt vált, ahogy ezt az új A6-os Audinál is láthatjuk.

A led fényereje azonnal felépül, nincs idegesítő késedelem, és a fénye sokkal közelebb van a nappali fényhez, mint bármilyen más eddig ismert fényforrásé.

Rövid időn belül arra is képes lesz a rendszer, hogy a sokakat zavaró, nagyon erős világos-sötét határt kicsit elmaszatolja, így a megvilágított terület nem átmenet nélkül vált tök sötétbe. További ilyen, a szem fiziológiai alkalmazkodóképességét kevésbé igénybe vevő tulajdonság a reflektorról tompítottra váltó világítás lassú, mintegy 5-8 tizedmásodpercig tartó, fokozatmentes átmenete. Ezzel a szem alkalmazkodóképességét úgy segítjük, hogy még a szembejövőnek is kedvezünk.

Sajnos, a már említett négyszögjel-kitöltési tényező módosításával történő fényerő-szabályzásnak is vannak kellemetlen mellékhatásai, amelyeket egyénenként eltérő mértékben tolerálunk, de mindenki észreveszi őket, ha akarja. Ez a mellékhatás, hogy az első és a hátsó lámpát, de még a kormány világító piktogramjait is villogni és vibrálni látjuk, ha úgy nézzük, hogy pislogás nélkül mozgatjuk a fejünket.

Van, akit ez jobban, van, akit kevésbé zavar, egyesek megőrülnek, ha ledes hátsó lámpás autó mögött mennek, akad, aki csak akkor veszi észre, ha figyel erre. Gondolom, más is látta már, amikor a visszapillantó tükörben egyes ledes menetfények vibrálnak, látszólag mozogva világítanak. Az ok hasonló. Az érzékelés mértéke nem csak az egyén fiziológiai adottságaitól, hanem a lámpa elektronikának a kifinomultságától is függ.

Mielőtt a xenon fényszórót eltemetnénk, jegyezzük meg, hogy jelenleg ez a legerősebb fényű lámpatest a szabványosított és engedélyezett világítótestek között. A xenon égő drágább, mint a hagyományos izzó és a tapasztalat azt mutatja, hogy élettartama sem végtelen, továbbá a kapcsolódó elektronika is borsos árú, azonban a költségek a ledes lámpatesteknél sem barátiak.

A pontos gyártás miatt a projektoros lámpatestnél foncsor és a led általában egy egységet képez, de a foncsor a lámpatesttel van egységben, tehát együtt kell őket cserélni. Egyes esetekben az elektronika és a hűtés eltávolítható, de a gyártási költségek csökkentése érdekében az alsóbb szegmensben ezeket is integrálni fogják.

Figyelembe véve az autók amortizációjának ütemét, ha adaptív, ledes fényszórós autónkkal tizenöt év múlva  beleszaladunk az előttünk állóba, és sérülnek a lámpatestek, esetleg az első lökhárító egyéb szenzorai is, biztosak lehetünk a gazdasági totálkárban.

Kapcsolódó blogposztunkban hozzászólhat!