Hiện nay, nhiều dân chơi xe lắp đèn xenon vào chóa đèn halogen để tăng độ sáng và nâng đẳng cấp dàn đèn xe của mình. Thế nhưng, ít ai biết việc này vừa không mang lại hiệu quả chiếu sáng, dễ gây mất an toàn đồng thời lại làm giảm tuổi thọ của bóng.
Đèn xenon với ánh sáng chói lòa thường được các chủ xe sành điệu lắp thay cho đèn halogen trên xe ôtô hoặc xe máy tay ga đời mới. Mặt trái của việc lắp đèn xenon vào những pha được thiết kế phù hợp với loại bóng đèn halogen là chi phí sử dụng cao, gây mất an toàn cho người và các phương tiện cùng tham gia giao thông.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn xenon
Với nguyên lý hoạt động gần giống với đèn tuýp, bóng xenon không có dây tóc mà thay vào đó là hai điện cực đặt trong một ống thủy tinh thạch anh, cách nhau một khoảng ngắn trong một bầu chứa khí xenon và muối kim loại. Chân đế tiêu chẩn của loại đèn này có dạng tròn D2S hoặc D2R. Trong đó, D2S là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa (ký tự S lấy từ chữ shield - tấm chắn) và có thấu kính, còn D2R là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ (ký tự R lấy từ chữ reflector - vật phản xạ).
*Đèn pha bi-xenon
Khi cung cấp điện áp cao đến 25.000 V giữa hai điện cực, trong bầu khí sẽ xuất hiện một tia hồ quang (tương tự như khi hàn điện). Để có thể tạo ra được điện thế cao như vậy, hệ thống cần có một bộ khởi động (ignitor). Ngoài ra, để duy trì tia hồ quang, một chấn lưu (ballast) sẽ cung cấp điện áp khoảng 85 V trong suốt quá trình đèn hoạt động.
Ưu điểm của đèn xenon
Sáng hơn: Bóng đèn xenon có hiệu suất phát sáng gấp 3 lần bóng halogen, một bóng xenon 35 W cho độ sáng tương đương bóng halogen 100 W.
Bền hơn: Bóng xenon bền gấp 4 lần bóng halogen, do không có dây tóc dễ bị đứt nên bóng xenon ít bị ảnh hưởng bởi rung động. Tuổi thọ bóng đèn xenon của các hãng lớn như Osram, Philips là khoảng 2.000 giờ, so với 500 giờ của bóng halogen.
Trắng hơn: Ánh sáng có màu trắng hơn và gần với ánh sáng ban ngày. Bóng xenon của các hãng như Osram, Philips có nhiệt độ màu là 4.300 độ Kelvin, tương đương ánh sáng ban ngày. Tia hồ quang sẽ làm bay hơi lượng muối kim loại nằm bên trong bầu thủy tinh chứa khí xenon.
Trong va chạm với các phân tử muối bay hơi, các electron trong dòng hồ quang sẽ bị đẩy vào quỹ đạo có năng lượng cao hơn, để rồi khi chúng quay về quỹ đạo ban đầu sẽ giải phóng một lượng bức xạ dư thừa, tạo ra ánh sáng. Màu của ánh sáng phát ra (hay bước sóng của bức xạ) phụ thuộc vào mức độ chênh lệch năng lượng của electron và vào tính chất hóa học của muối kim loại được dùng trong bầu khí xenon.
Đèn xenon trên các loại xe đời mới Với các ưu điểm trên, việc lắp hệ thống chiếu sáng dùng công nghệ xenon cho các xe ôtô đời mới ngày càng trở nên phổ biến. Hầu hết các xe loại sang trọng đều có đèn xenon lắp sẵn hoặc tùy chọn khi bán ra.
Ngoài bóng đèn, bộ chấn lưu và bộ khởi động, hệ thống đèn xenon đúng tiêu chuẩn còn cần được trang bị thêm hệ thống rửa đèn bằng tia nước áp lực cao và hệ thống cân bằng đèn pha tự động. Việc rửa sạch mặt kính của pha đèn xenon là cần thiết vì bụi đất bám trên mặt kính sẽ gây tán xạ ánh sáng, với cường độ sáng cao thì mức độ tán xạ sẽ làm chói mặt người đi ngược chiều, gây khó chịu, suy giảm tầm nhìn và có thể gây tai nạn.
Đèn xenon hoàn toàn không phù hợp với chóa đèn halogen
Do thiết kế của bóng đèn xenon khác bóng halogen nên kích thước và hình dáng của nguồn sáng cũng khác nhau. Nguồn sáng của đèn xenon có dạng hình quả bóng bầu dục với kích thước khoảng 3 x 4 mm, trong khi dây tóc bóng đèn halogen có dạng hình trục với kích thước 1 x 3 mm.
Sự khác biệt này gây ra độ lệch tâm của đèn xenon trong chóa đèn halogen, là nguyên nhân chính tạo ra hiện tượng tán xạ ánh sáng. Đèn xenon D2R. Theo các quy định về an toàn chiếu sáng trên thế giới, đèn ôtô phải tạo ra một vùng sáng thấp với chế độ đèn cốt để tránh gây chói mắt người đi ngược chiều và gương chiếu hậu của người đi trước.
Vùng sáng này phân tách với khoảng tối ở phía trên bằng một đường ngăn cách (cut-off line) nằm ngang ở bên trái và chếch lên bên phải. Thử nghiệm với chóa đèn của một chiếc xe Toyota Innova cho thấy khi dùng bón đèn halogen theo đúng thiết kế thì đường ngăn cách này rất rõ nét, còn khi thay bóng xenon thì nó bị xóa nhòa đi, phía trên có nhiều quầng sáng tán xạ với độ sáng cao.
Sự tán xạ này sẽ làm cho người điều khiển phương tiện ngược chiều chói mắt và khó chịu. Sự lệch tâm của đèn xenon cũng làm cho ánh sáng bị tán xạ nhiều hơn khi bật pha. Không chỉ làm các lái xe đối diện chói mắt, chính tài xế đang bật đèn pha xenon lại không cải thiện đáng kể khả năng quan sát so với khi dùng bóng halogen hiệu năng cao.
Mặt khác, hầu hết các thiết kế pha đèn trên loại xe thông thường đều không tích hợp các tính năng phụ trợ cho đèn xenon như hệ thống rửa đèn và cân bằng đèn pha tự động, dẫn đến các hiệu ứng bất lợi cho người sử dụng và các đối tượng tham gia giao thông khác. Chi phí sử dụng cao và độ tin cậy thấp Hệ thống chiếu sáng dùng đèn xenon chính hãng rất bền. Trái lại, nhiều bộ đèn xenon Trung Quốc bị trục trặc ngay trong năm đầu tiên như bật không lên ngay, đèn bị nhấp nháy và cuối cùng là bị “chột mắt” (hỏng một bên).
Nguyên nhân chủ yếu là do bộ chấn lưu (ballast) làm bằng vật liệu rẻ tiền và bị lược bớt linh kiện nên chỉ chịu được điện áp khởi động 25.000 V trong thời gian ngắn. Tệ hơn, nếu dùng đèn xenon Trung Quốc ở chế độ pha thì mỗi khi nháy đèn, bộ chấn lưu (ballast) và bộ khởi động (ignitor) lại phải ngắt mạch và khởi động lại.
Việc đóng ngắt mạch liên tục càng làm cho loại đèn này nhanh hỏng hơn. Chi phí thay chấn lưu cũng không rẻ, thường là gần một triệu đồng một bộ. Đó là chưa nói tới các phiền toái và nguy hiểm có thể xảy ra trên hành trình nếu đèn bị hỏng bất ngờ. Bên cạnh đó, do việc sửa chữa các thiết bị điện tử trong đèn Xenon thường phức tạp nên nếu lắp đèn Xenon vào chóa đèn Halogen, bạn sẽ gặp không ít rắc rối.
Đèn xenon với ánh sáng chói lòa thường được các chủ xe sành điệu lắp thay cho đèn halogen trên xe ôtô hoặc xe máy tay ga đời mới. Mặt trái của việc lắp đèn xenon vào những pha được thiết kế phù hợp với loại bóng đèn halogen là chi phí sử dụng cao, gây mất an toàn cho người và các phương tiện cùng tham gia giao thông.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đèn xenon
Với nguyên lý hoạt động gần giống với đèn tuýp, bóng xenon không có dây tóc mà thay vào đó là hai điện cực đặt trong một ống thủy tinh thạch anh, cách nhau một khoảng ngắn trong một bầu chứa khí xenon và muối kim loại. Chân đế tiêu chẩn của loại đèn này có dạng tròn D2S hoặc D2R. Trong đó, D2S là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa (ký tự S lấy từ chữ shield - tấm chắn) và có thấu kính, còn D2R là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ (ký tự R lấy từ chữ reflector - vật phản xạ).
*Đèn pha bi-xenon
Khi cung cấp điện áp cao đến 25.000 V giữa hai điện cực, trong bầu khí sẽ xuất hiện một tia hồ quang (tương tự như khi hàn điện). Để có thể tạo ra được điện thế cao như vậy, hệ thống cần có một bộ khởi động (ignitor). Ngoài ra, để duy trì tia hồ quang, một chấn lưu (ballast) sẽ cung cấp điện áp khoảng 85 V trong suốt quá trình đèn hoạt động.
Ưu điểm của đèn xenon
Sáng hơn: Bóng đèn xenon có hiệu suất phát sáng gấp 3 lần bóng halogen, một bóng xenon 35 W cho độ sáng tương đương bóng halogen 100 W.
Bền hơn: Bóng xenon bền gấp 4 lần bóng halogen, do không có dây tóc dễ bị đứt nên bóng xenon ít bị ảnh hưởng bởi rung động. Tuổi thọ bóng đèn xenon của các hãng lớn như Osram, Philips là khoảng 2.000 giờ, so với 500 giờ của bóng halogen.
Trắng hơn: Ánh sáng có màu trắng hơn và gần với ánh sáng ban ngày. Bóng xenon của các hãng như Osram, Philips có nhiệt độ màu là 4.300 độ Kelvin, tương đương ánh sáng ban ngày. Tia hồ quang sẽ làm bay hơi lượng muối kim loại nằm bên trong bầu thủy tinh chứa khí xenon.
Trong va chạm với các phân tử muối bay hơi, các electron trong dòng hồ quang sẽ bị đẩy vào quỹ đạo có năng lượng cao hơn, để rồi khi chúng quay về quỹ đạo ban đầu sẽ giải phóng một lượng bức xạ dư thừa, tạo ra ánh sáng. Màu của ánh sáng phát ra (hay bước sóng của bức xạ) phụ thuộc vào mức độ chênh lệch năng lượng của electron và vào tính chất hóa học của muối kim loại được dùng trong bầu khí xenon.
Đèn xenon trên các loại xe đời mới Với các ưu điểm trên, việc lắp hệ thống chiếu sáng dùng công nghệ xenon cho các xe ôtô đời mới ngày càng trở nên phổ biến. Hầu hết các xe loại sang trọng đều có đèn xenon lắp sẵn hoặc tùy chọn khi bán ra.
Ngoài bóng đèn, bộ chấn lưu và bộ khởi động, hệ thống đèn xenon đúng tiêu chuẩn còn cần được trang bị thêm hệ thống rửa đèn bằng tia nước áp lực cao và hệ thống cân bằng đèn pha tự động. Việc rửa sạch mặt kính của pha đèn xenon là cần thiết vì bụi đất bám trên mặt kính sẽ gây tán xạ ánh sáng, với cường độ sáng cao thì mức độ tán xạ sẽ làm chói mặt người đi ngược chiều, gây khó chịu, suy giảm tầm nhìn và có thể gây tai nạn.
Đèn xenon hoàn toàn không phù hợp với chóa đèn halogen
Do thiết kế của bóng đèn xenon khác bóng halogen nên kích thước và hình dáng của nguồn sáng cũng khác nhau. Nguồn sáng của đèn xenon có dạng hình quả bóng bầu dục với kích thước khoảng 3 x 4 mm, trong khi dây tóc bóng đèn halogen có dạng hình trục với kích thước 1 x 3 mm.
Sự khác biệt này gây ra độ lệch tâm của đèn xenon trong chóa đèn halogen, là nguyên nhân chính tạo ra hiện tượng tán xạ ánh sáng. Đèn xenon D2R. Theo các quy định về an toàn chiếu sáng trên thế giới, đèn ôtô phải tạo ra một vùng sáng thấp với chế độ đèn cốt để tránh gây chói mắt người đi ngược chiều và gương chiếu hậu của người đi trước.
Vùng sáng này phân tách với khoảng tối ở phía trên bằng một đường ngăn cách (cut-off line) nằm ngang ở bên trái và chếch lên bên phải. Thử nghiệm với chóa đèn của một chiếc xe Toyota Innova cho thấy khi dùng bón đèn halogen theo đúng thiết kế thì đường ngăn cách này rất rõ nét, còn khi thay bóng xenon thì nó bị xóa nhòa đi, phía trên có nhiều quầng sáng tán xạ với độ sáng cao.
Sự tán xạ này sẽ làm cho người điều khiển phương tiện ngược chiều chói mắt và khó chịu. Sự lệch tâm của đèn xenon cũng làm cho ánh sáng bị tán xạ nhiều hơn khi bật pha. Không chỉ làm các lái xe đối diện chói mắt, chính tài xế đang bật đèn pha xenon lại không cải thiện đáng kể khả năng quan sát so với khi dùng bóng halogen hiệu năng cao.
Mặt khác, hầu hết các thiết kế pha đèn trên loại xe thông thường đều không tích hợp các tính năng phụ trợ cho đèn xenon như hệ thống rửa đèn và cân bằng đèn pha tự động, dẫn đến các hiệu ứng bất lợi cho người sử dụng và các đối tượng tham gia giao thông khác. Chi phí sử dụng cao và độ tin cậy thấp Hệ thống chiếu sáng dùng đèn xenon chính hãng rất bền. Trái lại, nhiều bộ đèn xenon Trung Quốc bị trục trặc ngay trong năm đầu tiên như bật không lên ngay, đèn bị nhấp nháy và cuối cùng là bị “chột mắt” (hỏng một bên).
Nguyên nhân chủ yếu là do bộ chấn lưu (ballast) làm bằng vật liệu rẻ tiền và bị lược bớt linh kiện nên chỉ chịu được điện áp khởi động 25.000 V trong thời gian ngắn. Tệ hơn, nếu dùng đèn xenon Trung Quốc ở chế độ pha thì mỗi khi nháy đèn, bộ chấn lưu (ballast) và bộ khởi động (ignitor) lại phải ngắt mạch và khởi động lại.
Việc đóng ngắt mạch liên tục càng làm cho loại đèn này nhanh hỏng hơn. Chi phí thay chấn lưu cũng không rẻ, thường là gần một triệu đồng một bộ. Đó là chưa nói tới các phiền toái và nguy hiểm có thể xảy ra trên hành trình nếu đèn bị hỏng bất ngờ. Bên cạnh đó, do việc sửa chữa các thiết bị điện tử trong đèn Xenon thường phức tạp nên nếu lắp đèn Xenon vào chóa đèn Halogen, bạn sẽ gặp không ít rắc rối.
