Lampputrilogia, osa 2 22.10.2019 Juha Kiiskinen

Kaasupurkaus- eli ksenonvalot kehitettiin tuolloin käytössä olleeseen valaistustekniikkaan perustuen, mutta sovitettuna ajoneuvojen matalille 12 ja 24 voltin jännitetasoille.

Ensimmäinen ksenonvaloilla varustettu auto oli BMW 7-sarja (malli E32). Tämä tapahtui vuonna 1991.

Näin uuden, monimutkaisemman ja kalliimman valaistustekniikan vyörytys aloitettiin edustusluokan autoista, kuten usein muutenkin.

90-luvun loppupuolelta mieleen ovat jääneet lukuisat xenoneilla varustetut Opel Vectrat. Toisaalta Vectra oli tuohon aikaan aika yleinen automalli, johon ksenonvalot sai lisävarusteena sopu- tai kampanjahintaan.

Ksenonvalot monimutkaistavat valolaitteiden virtapiiriä, sillä sytyttääkseen elektrodien väliin valokaaren ksenonlamppu vaatii todella korkean jännitteen. Sytytysjännite on 20-30 kV luokkaa.

Sytyttäminen tapahtuu tasavirralla (DC), mutta pian syttymisen jälkeen lampun ohjaussysteemi alkaa syöttämään vaihtovirtaa (AC), joka lampputyypeillä D1 ja D2 on 85 V ja lampputyypeillä D3 ja D4 42 V.

Ensin markkinoille tulivat lampputyypit D1 ja D2. Lampputyypit D3 ja D4 ovat uudempia, eikä niissä enää käytetä elohopeaa. D on lyhenne sanasta Discharge.

Ksenonlampun hyötysuhde näkyvän valon suhteen keskimäärin on 28 %, eli aika paljon parempi kuin halogeenilampun. Tämän myötä 35 watin sähköteholla saadaan aikaan runsas valovoima, ja usein silmille paremmin sopivalla värisävyllä. 

Jotta toiminta olisi varman vakaata, ksenonlampun toimintaa säädetään ohjainlaitteen ja kytkentäyksikön (ballastin) välityksellä. Kun lamppu pimenee tai hehkuu vain himmeästi, tulisi lampun vaihdon tai varsinkin vaihtoyrityksen yhteydessä tsekata myös virtapiirin muiden komponenttien kunto. Niissäkin on usein havaittu olevan vikaa.

Ksenonlamppujen käyttöikä yleensä on 2500 h ollen huomattavasti pidempi kuin halogeenilamppujen. Ksenonlamppu kuluu sitä vähemmän, mitä vähemmän sitä sammutellaan ja sytytellään.

Perinteinen ”iso” ksenonlamppu palaa kirkkaasti 35 watin sähköteholla luovuttaen keskimäärin 3000 luumenin valovirran. Usein valo on sinertävää, joten ero halogeenilamppuihin on selvä ja helposti havaittava. Tosin toimiakseen kokonaisvirtapiiri tarvitsee 42 watin ottotehon, josta 7 W – eli noin puoli ampeeria – menee ohjausjärjestelmän ylläpitoon.

Nykyisin ksenonlamppujakin valmistetaan eri värilämpötilaisina, joten valoissa on sävyeroja.

6000 Kelvin-asteen ksenonlamppu luovuttaakin sinistä valoa, joka on pyritty viemään kohtalaisen lähelle luonnonvalon värilämpötilaa. Myös lamppujen suorituskyvyssä on eroja etenkin, kun laadukasta lamppua verrataan johonkin edullisempaan luomukseen.

Valovoimaltaan kaikista tehokkain ksenonlamppu on D2S, joka on tarkoitettu projektioumpioihin. D2S:n kehittämä valovirta on luokkaa 3200 lm ollen seurausta siitä, ettei lamppua varjosteta sitäkään vähää kuin muita 35 watin ksenonlamppuja.

Merkintä R numeron perässä puolestaan tarkoittaa, että lamppu on tarkoitettu heijastinumpioihin (Reflector).

Perinteisten 35 W ksenonlamppujen luokkaa 3000 luumenin valovoima tarkoittaa, että ajoneuvossa tulee olla automaattisesti toimiva ajovalojen säätölaite ja valonheittimien pesulaite. Nämä nostavat kokoonpanon hintaa ja ovat katsastusvarusteita, joten lampputuotetta on kehitetty huomattavasti uudemmalla, ”pienellä” 25 watin ksenonlampulla.

25 watin ksenonlamppu kehittää keskimäärin 2000 lm valovirran, jolloin pesulaite eikä automaattinen valojen säätölaite ole tarpeen. Lisäksi 25 wattisen ksenonlampun ohjausjärjestelmä on nykyelektroniikan keinoin totutettu kevyemmin ja edullisemmin. Virtapiirin kokonaisottoteho on noin 30 W, josta pyöreästi  viisi wattia menee lampun toiminnan ohjaukseen.

25 wattiset ksenonlamput on merkitty tunnuksin D5-D8. Esimerkkinä Philipsin valmistama D5S, jossa koko ohjauspaketti on sijoitettu lampun kookkaalta vaikuttavaan kantaosaan. Osram puolestaan valmistaa 25 watin ksenonlampputyyppiä D8S.

Ksenonvalot mahdollistivat ajovaloille erilaisia toimintoja, mutta nämä vaativat esimerkiksi umpiota kääntävän sähkömoottorin tai vastaavan toimilaitteen. LED-tekniikan avulla tämä kyetään hoitamaan kätevämmin sytyttämällä ja sammuttamalla LED-yksiköitä tai -matriiseja.

Ksenonlamppua on myös käytetty kaukovaloissa, jolloin puhutaan Bi-Xenon -valonheittimistä. Ksenonlamppua ei erikseen sytytetä kaukovaloa varten, mutta lampun polttopisteen sijaintia heijastimessa tai himmentimen asentoa voidaan muuttaa sähköisen toimilaitteen välityksellä.

LED-tekniikan kehittyessä ja yleistyessä ksenonvalojen tulevaisuus ainakaan ensiasennusvarusteena ei näytä kovin valoisalta.

Lamppublogin kolmannessa osassa käsitellään LED-valoja.