Lichttechnische maten
Autolampen en andere lichttechniek: de basisprincipes
Hier vindt u nuttige basiskennis en waardevolle tips over verlichtingstechniek en lichtbronnen in voertuigen.
In de auto speelt lichttechniek een zeer belangrijke rol met het oog op de eigen veiligheid en die van andere weggebruikers. Op deze pagina verhelderen we de basisprincipes van de autolichttechniek en tonen we de opbouw en de werking van de meest gebruikte lichtbronnen. Bovendien ontdekt u de oorzaken voor de uitval van lichtbronnen en praktijktips voor hun vervanging.
Belangrijke veiligheidsinstructie
De volgende technische informatie en praktische tips zijn door HELLA ontwikkeld om personenautogarages professioneel te ondersteunen bij hun werkzaamheden. De op deze website beschikbare informatie mag alleen worden gebruikt door vakmensen die in de desbetreffende materie zijn opgeleid.
INHOUDSOPGAVE
LICHTTECHNISCHE MATEN: BASISPRINCIPES
Hiernaast vindt u een overzicht van de belangrijkste lichttechnische begrippen en de overeenkomstige meeteenheden voor het beoordelen van de eigenschappen van lampen en lichten:
Lichtstroom Φ
Eenheid: lumen [lm]
Met lichtstroom F wijst men op het totale door een lichtbron uitgestraalde lichtvermogen.
Lichtsterkte I
Eenheid: candela [cd]
De lichtsterkte is het deel van de lichtstroom dat in een bepaalde richting straalt.
Verlichtingssterkte E
Eenheid: lux [lx]
De verlichtingssterkte E beschrijft de verhouding van de invallende lichtstroom tot het belichte oppervlak.
De verlichtingssterkte bedraagt 1 lx wanneer een lichtstroom van 1 lm gelijkmatig op een oppervlak van 1 m² schijnt.
Luminantie L
Eenheid: Candela per vierkante meter [cd/m2]
De luminantie L is de helderheidsindruk die het oog van een lichtend of verlicht oppervlak krijgt.
Lichtopbrengst ŋ
Eenheid: lumen per watt [lm/W]
De lichtopbrengst geeft aan met welk rendement het opgenomen elektrische vermogen in licht wordt omgezet.
Kleurtemperatuur K
Eenheid: Kelvin [K]
Kelvin is de eenheid voor de kleurtemperatuur. Hoe hoger de temperatuur van een lichtbron, des te groter het aandeel van blauw in het kleurenspectrum en hoe lager het aandeel van rood.
Een gloeilamp met warm wit licht heeft een kleurtemperatuur van ca. 2700 K. Een gasontladingslamp (D2S) heeft met een kleurtemperatuur van 4250 K daarentegen een koel wit licht dat meer overeenkomt met daglicht (ca. 5600 K).
LICHTBRONNEN: OVERZICHT
Lichtbronnen zijn thermische stralers die warmte-energie omzetten in licht. Dat betekent dat de lichtsterkte hoger is naarmate een lichtbron sterker wordt verwarmd.
De lagere efficiëntie van de thermische stralers (8% zichtbare straling) laat, vergeleken met de gasontladingslampen (28% zichtbare straling), slechts een relatief laag lichtrendement toe. De laatste tijd worden leds steeds meer als lichtbronnen in de auto gebruikt.
Gloeilamp
Gloeilampen (vacuümlampen) behoren tot de thermische stralers, omdat door toevoer van elektrische energie de gloeispiraal tot gloeien wordt gebracht.
Zoals eerder vermeld, is het lichtvermogen van een standaardlamp relatief laag. Daarbij komt dat door verdampte wolfraamdeeltjes, die duidelijk te herkennen zijn aan het zwarter worden van de lampkolf, alle lichttechnische waarden worden verlaagd en de levensduur relatief kort is.
Halogeenlamp
De halogeenlamp biedt duidelijke voordelen ten opzichte van de klassieke gloeilamp. Door de toevoeging van kleine hoeveelheden halogeenatomen, zoals jodium, kan het zwart worden van de lampkolf worden verminderd.
Door het zogenaamde "cyclische proces" kunnen halogeenlampen met een gelijke levensduur bij hogere temperaturen worden gebruikt en bieden zij een hoger rendement.
Er zijn twee verschillende types halogeenlampen. De H1, H3, H7, H9, H11, HB3 hebben slechts één gloeispiraal. Ze worden voor het dimlicht en het grootlicht gebruikt. De H4-lamp heeft twee gloeispiralen, één voor het dimlicht en één voor het grootlicht.
De gloeispiraal voor het dimlicht is voorzien van een afdekkap. Die moet het verblindende lichtaandeel afdekken en voor de licht-donkergrens zorgen.
H1+30/50/90 en H4+30/50/90 zijn ontwikkelingen, afgeleid van de conventionele H1- en H4-gloeilampen met beschermende gasvulling.
Voordelen/verschillen van de halogeenlamp ten opzichte van de standaardlamp
- Dunnere gloeispiraal
- Geschikt voor hogere temperaturen
- Hogere luminantie, tot 30/50/90 % meer tussen
- 50 en 100 meter voor de auto en een tot 20 meter verder reikende verlichting van de rijbaan
- Hogere veiligheid 's nachts en bij slecht weer
H7-lampen hebben ten opzichte van H1-lampen een hogere luminantie, een lager opgenomen vermogen en een betere lichtkwaliteit. Die zijn ook als H7+30/50/90 verkrijgbaar.
Halogeenlampen met blauwe uitstraling
Tegenwoordig zijn er ook halogeenlampen met een blauwe uitstraling verkrijgbaar. Deze lampen hebben in tegenstelling tot de traditionele halogeenlampen een blauwachtig wit licht (tot 4000 K) en leunen daardoor sterker aan bij daglicht. Het licht schijnt helderder en contrastrijker voor de ogen. Dit moet er mede voor zorgen dat de bestuurder langer kan rijden zonder vermoeidheid. Deze ervaring is echter subjectief.
Wie echter een maximaal lichtvermogen wil, kan beter voor de +30/50/90-lampen kiezen.
Knipperlichten
Bij de knipperlichten werden tot nu toe lampen met een geel gelakte glaskolf gebruikt. Voor designliefhebbers zijn er ook de Magic-Star-knipperlichten. In uitgeschakelde toestand zijn ze nauwelijks in de zilveren reflector te herkennen. Pas bij de inschakeling geven ze het karakteristieke gele licht in de normale helderheid af.
Het aanbrengen van meerdere interferentielagen op de lampkolf zorgt voor de verdwijning van bepaalde aandelen van het lichtspectrum die door de gloeispiraal worden uitgestraald. Alleen het gele aandeel dringt door de lagen en wordt zichtbaar.
Gasontladingslampen
Gasontladingslampen genereren licht volgens het fysische principe van de elektrische ontlading. Door de toevoer van een ontstekingsspanning van het voorschakelapparaat (tot 23 KV bij de 3de generatie van HELLA-voorschakelapparaten) wordt het gas tussen de elektroden van de lamp (vulling met edelgas xenon en een mengsel van metalen en metaalhaloïden) geïoniseerd en met behulp van een lichtboog verlicht.
Tijdens de gecontroleerde toevoer van wisselstroom (ca. 400 Hz) verdampen de vloeibare en vaste stoffen door de hoge temperaturen. De lamp bereikt haar volle helderheid pas na enige seconden, als alle bestanddelen zijn geïoniseerd.
Om de beschadiging van de lamp door een ongecontroleerde toename van de stroom te vermijden, wordt de stroom door een voorschakelapparaat begrensd. Indien het volledige lichtvermogen is bereikt, bedraagt de nodige spanning (niet de ontstekingsspanning) voor het handhaven van het fysische proces nog slechts 85 V. Lichtstroom, lichtopbrengst, luminantie en levensduur zijn aanzienlijk beter dan bij halogeenlampen.
Gasontladingslampen worden aan de hand van hun betreffende ontwikkelingsversie gecategoriseerd: D1, D2, D3 en D4. De "D" staat hierbij voor "Discharge", het Engelse woord voor ontlading. De generaties hebben enkele belangrijke verschillen. Zo beschikken D1-lampen – de originele Xenon lampen – over een geïntegreerd ontstekingsdeel. D2-lampen bestaan daarentegen alleen uit de gesokkelde brander zelf en hebben in tegenstelling tot alle andere ontwikkelingsfases van de autogasontladingslampen geen externe glasbeschermingskolf rond de ontladingsbuis. Alle verdere ontwikkelingen hebben een uv-beschermingskolf en zijn door hun vorm aanzienlijk stabieler.
De oude D1-lamp wordt vaak vervangen door de huidige D1-S/R-lamp met geïntegreerde ontstekingsmodule. De verdere ontwikkelingen van de D1-, D2-, D3- en D4-lampen zorgen zonder kwik voor meer milieuvriendelijkheid. Door de verschillende elektrische parameters (42 V in plaats van 85 V branderspanning bij hetzelfde vermogen) kunnen D3- en D4-lampen niet met de stuureenheden voor D1- of D2-lampen worden gebruikt.
Vergelijking gloeispiraal (halogeen) / lichtboog gasontladingslampen (xenon)
| Halogeengloeilamp (H7) | Gasontladingslamp | |
|---|---|---|
| Lichtbron | Gloeispiraal | Lichtboog |
| Luminantie | 1450 cd/m² | 3000 cd/m² |
| Vermogen | 55 W | 35 W |
| Energiebalans | 8 % lichtstraling 92 % warmtestraling | 28 % lichtstraling 58 % warmtestraling 14 % uv-straling |
| Levensduur | ca. 500 uur | 2.500 uur |
| Schokbestendig | voorwaardelijk | ja |
| Ontstekingsspanning | nee | ja 23.000 V (3e generatie) |
| Regelelektronca | nee | ja |
De volgende opschriften zijn op lampen te vinden
- Naam van de fabrikant
- 6 of 6 V, 12 of 12 V, 24 of 24 V staat voor de nominale spanning volgens de ECE-regelgeving 37.
- H1, H4, H7, P21 W staat voor de internationale categorieaanduiding van de ECE-goedgekeurde lampen, bijv. 55 W.
- E1 geeft aan in welk land de lichtbron werd gecontroleerd en goedgekeurd. De 1 staat voor Duitsland.
- "DOT" betekent: ook voor de Amerikaanse markt goedgekeurd.
- "U" staat voor uv-gereduceerde lampen volgens ECE. Deze lampen worden bijvoorbeeld in koplampen met kunststof lens gebruikt.
- Het door de goedkeuringsinstantie gegeven goedkeuringmerk, bijv. E1 (Kraftfahrtbundesamt in Flensburg), staat ook op de lamp en bestaat uit ofwel 37 R (E1) + een 5-delig getal of enkel (E1) + een 3-delig getal (ook alfanumerieke tekens, zie afbeelding).
- De meeste lampen hebben een versleutelde fabrikantcode. Die maakt het mogelijk om de fabrikant te achterhalen.
- Omdat niet alle lampen voldoende ruimte voor de codering bieden, moet volgens de wetgeving de volgende informatie terug te vinden zijn: fabrikant, vermogen, keurmerk en goedkeuringsmerk.
Autolampen moeten volgens ECE-R37 of -R99 zijn genormaliseerd. Daardoor moet de vervanging van de lampen mogelijk zijn en de verwisseling met andere lampen worden vermeden.
INVLOEDSFACTOREN OP EEN LICHTBRON: VERGELIJKING
Ondanks de regeneratie in de gloeilamp raakt de wolfraamdraad geleidelijk op waardoor de levensduur wordt beperkt.
Negatieve invloedsfactoren
- Mechanische belastingen door stoten en trillingen
- Hoge temperaturen
- Inschakelproces
- Spanningspieken
- Verhoogde boordspanning
- Hoge luminantie door
- gloeispiralen met een extreem hoge densiteit
Positieve invloedsfactoren
- Vuldruk
- Vulgas
De levensduur en de lichtopbrengst zijn onder andere afhankelijk van de beschikbare voedingsspanning.
Als vuistregel geldt: Indien men de voedingsspanning van een lamp ongeveer 5 % verhoogt, dan stijgt de lichtstroom ongeveer 20 %, maar gelijktijdig wordt de levensduur gehalveerd.
LICHTTECHNIEK TIPS - LICHTBRONNEN: PRAKTIJKTIPS
- Xenonkoplampen hebben voor hun ontsteking een hoge spanning nodig. Daarom moet voor werkzaamheden aan de koplampen altijd de stekker van de spanningsvoeding van het voorschakelapparaat worden losgekoppeld.
- Bij het plaatsen van een nieuwe lamp mag het glas niet worden aangeraakt, omdat vingerafdrukken inbranden en het glas troebel maken.
- Wanneer een xenonlamp in een gesloten ruimte (werkplaats) stuk gaat, moet de ruimte worden geventileerd om een gezondheidsrisico door giftige gassen te vermijden. D3- en D4-xenonlampen bevatten geen kwik meer en zijn daardoor milieuvriendelijker.
- Standaard gloei- en halogeenlampen bevatten geen milieugevaarlijke stoffen en kunnen met het gewone huisvuil worden meegegeven.
- Xenonlampen zijn gevaarlijk afval. Als de lamp defect is, maar de glaskolf nog intact is, dan moet deze als gevaarlijk afval worden verwerkt, aangezien het gas-metaaldamp-mengsel kwik bevat en daarom heel giftig is bij het inademen. Als de glaskolf stuk is, bijvoorbeekd door een ongeluk, dan kan de xenonlamp bij het gewone huisvuil worden verwerkt, omdat het kwik is gevlogen is.
- Bij D3- en D4-xenonlampen werd het kwik vervangen door het niet-giftige zinkjodium. Deze lampen kunnen met het gewone huisvuil worden verwerkt.
- Het afvalsleutelnummer voor de afvalverwerking is 060404.
- Voorleds worden er geen afzonderlijke tips gegeven, omdat ze in de regel niet vervangbaar zijn.
GLOEILAMPENCONFIGURATOR - PERSONENWAGENS: ONDERDEELIDENTIFICATIE
Gloeilamp defect?
Met de gloeilampenconfigurator vindt u heel eenvoudig en snel de passende gloeilamp. Kies het merk, het model en het bouwjaar van uw auto om te bepalen welke lampen geschikt zijn voor uw auto.
Hier gaat het om de gloeilampenconfigurator.