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HID氙氣頭燈構造詳解

[ 07-8-20 0:19 ]  太平洋汽車網  
HID氙氣頭燈構造原理詳解  
  
  HID自上市以來可說是褒貶不一,它的超高照明能力大幅降低了夜晚行車的危險性,但未經妥善設計的產品,卻也對對向來車形成莫大的威脅,色溫衰退、故障率高、壽命不長,都是網絡上常見的抱怨問題,而我們將告訴你這些缺點真正原因的所在。

炫光嚴重問題其實都是制造商的錯

  網絡上一堆人在討論對向車道的HID照得自己完全看不見前方路況!其實筆者也有類似經驗,但為什么原廠配置的HID燈具就沒這個問題?原廠的HID燈具不但不會炫光,就連照明范圍、亮度也都要比市售HID高明許多,這除了HID燈具本體與一般的鹵素燈具設計不同之外,最重要的原因是,絕大多數的HIDKITS制造業者根本沒有作好產品質量工作。

  HID與鹵素燈泡的“光型”不同,這點大家應該都聽過,因為鹵素燈泡是以燃燒鎢絲來產生光線,而HID則是以電弧跳電燃燒“碘化物”來發光。前者的設計是筆直線圈狀的鎢絲,而后者的電弧則呈現一種彎曲的狀態(發光高度會多出0.5mm),所發出的光均勻度與色溫均大不相同,鎢絲燃燒所發出的光線統統是3000K左右的黃光,但HID燈管上方的光線則是高色溫的白光,下方的光線由于必須透過較多的鹵素氣體,因此也會呈現出色溫較低的黃光。

  雖然兩者光型不同,但如果燈泡光軸定位正確,改裝HID所產生的炫光程度仍會在可接受范圍之內。但前提是燈泡的光軸必須準確地落在燈具的發光中心。

色溫愈高就愈好完全是胡說八道

  首先,高色溫的HID燈管壽命比較短,4300K的燈管壽命為3200小時,5100K與6000K的燈管大約是2000個小時,但色溫高達10000K的燈管,已經查不出壽命資料(因為燈管制造商并未提供),但根據前面的數據推估,它的壽命應該只有標準產品的1/2(因為10000K燈泡的內壓極高)。

  以一般的鹵素燈泡為例,它的照度大約是1450Lm(流明),4300K燈泡3200Lm、5100K燈泡2700Lm、6000k燈泡約為2500Lm,但10000K的燈泡其照度卻幾乎只剩下2000Lm左右,足足要比4300K的燈泡少了40%之多!

  除了亮度不夠之外,穿透力也是一個問題。人類肉眼的可見光波長約在380nm(紫)~770nm(紅)之間,而波長愈短的光線其穿透力愈差,愈不容易穿透水氣或霧氣,反而容易產生折射的現象!以往的「超白光燈泡」在下雨天的晚上會出現「有開燈好像沒開燈」的狀況便是這個原因,因為光線都被路面積水給折射掉了。

  更換色溫愈高的HID,在下雨天的照明能力是愈差!因此如雙B等大廠,他們仍堅持使用4300K(或是5100K,它亦已通過歐洲EMark與美國SAE的認證)的HID燈泡,以兼顧各種不同環境的照明(如雪地、雨天等),原因便是如此。

定電流與定功率壽命不同

  有些人所購買的HID常常會出現燈泡不亮、安定器燒毀的狀況,除了可能是產品品管不佳的原因之外,最可能的因素是,安定器的設計理念完全錯誤!目前安定器的設計理念有兩種,分別是定電流與定功率,而后者才是可以提供HID長久壽命的正確設計。

  一個全新的HID燈泡,電極之間的距離為4.2mm,若要在兩個電極之間產生跳電電弧(學名為架弧),就必須在電極兩端加以23000V的電壓(點燈之后工作電壓會降至85±17V),但隨著點燈次數、時間的增加,兩個電極之間的距離也會愈來愈遠,而要維持電弧跳電的工作電壓,也會由85V慢慢增加至102V。

  工作電壓高低不在決定燈泡色溫的因素之內,影響色溫的因素除了燈管內不同的金屬鹵化物充填物之外,玻璃球內充填的壓力(色溫愈高、壓力愈大)也是影響色溫的因素之一。

  定電流安定器會持續供應一個穩定的工作電流,但隨著HID管壓的增加,整體輸出功率(根據P=VI公式可知)也會由額定的35W慢慢提升至40W甚至是45W!額外的功率輕則導致燈泡固定座熔毀,重則會燒毀燈泡或是安定器!而采定功率輸出的安定器則不會有這種顧慮,運算電路會隨著管壓的提升而降低輸出電流大小,讓整個系統的功率消耗一直維持在35W的大小。由飛利浦、Hella以及淳信科技所產制的Maxtel品牌HID,均是使用定功率的設計理念。

HID、鹵素燈具不同

  大燈反射體設計有兩種,一種是MR曲面、一種是拋物線曲面。前者反射體呈鉆石狀,利用每片不同的角度,將光線反射至地面,重迭出寬廣的照明區域。而拋物線曲面則將所有的光線平行送至燈殼,再利用燈殼上的花紋達到曲射光線、平均照明的目的。由于HID燈泡發光點較高(比鹵素燈泡高出0.5mm),因此(光型)與鹵素燈泡不同,不論是鉆石曲面還是燈殼花紋均必須重新設計,但只要燈管光軸定位夠準,依然可以將大燈光束炫光、散射的現象降至可接受范圍之內。

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