Das Xenon-Licht im Automobil

Xenonlicht: Aufbau, Funktion, System, einstellen, nachrüsten

Xenon System der 4. Generation mit Vorschaltgerät, Zündgerät, D2S-Lampe und Projektionsscheinwerfer - Bild Hella

Xenon-Scheinwerfer erzeugen Licht nach dem Prinzip der Gasentladung

Beim Xenon Scheinwerfer kommt  keine Halogenlampe sondern eine Gasentladungslampe zum Einsatz, die mit Xenongas gefüllt ist. Es leuchtet also keine Glühwendel, sondern es wird ein Lichtbogen mit Hilfe eines Hochspannungsimpulses gezündet.

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Projektionsmodul Mercedes  - Bild: kfztech.de

  Das Xenon-Licht-System besteht  aus 

• den Scheinwerfern (Reflexions- oder Projektionssystem, Reflektoren üblicherweise in FF-Technik) 
• den so genannten D2S oder D2R-Lampen
• einem elektronischen Vorschaltgerät
• der automatischen Leuchtweitenregelung (ALWR) 
• und der Scheinwerferreinigungsanlage
• > lt. ECE-R 98/99

1 = D2R, 2 = D2S Lampe - Quelle: alle Bilder von Hella

1 = FF-Scheinwerfer (Reflektionssystem) 2 = Super DE (Projektionssystem)

Die Xenon-Leuchten erzeugen wie erwähnt Licht nach dem Prinzip der Gasentladung. Durch einen Funkenüberschlag zwischen 2 Elektroden entsteht im mit Xenon-Gas gefüllten Lampenkolben ein "ionisierter Gasschlauch", durch den dann elektrischer Strom fließt, der das Gas zum Leuchten angeregt.

Lichtstrom, Lichtausbeute, Leuchtdichte und Lebensdauer sind erheblich besser als bei Halogenglühlampen.

Das Licht der Xenon-Lampen ist unabhängig von der Bordspannung, da durch das Vorschaltgerät die Spannung konstant gehalten wird.

Die Xenon-Lampe wird vom Vorschaltgerät  durch einen Hochspannungsimpuls (bis 24 kV) gezündet. Die Lampenleistung wird auf 35 W geregelt. Die Betriebsspannun gliegt bei 85 V (D1, D2) bzw. 42 V (D3, D4). Eine Fehlerstromschutzschaltung ist integriert. 

Um aus der Bordspannung (Gleichspannung) die hohe Zündspannung (Wechselspannung) zu erreichen, ist ein Gleichspannungswandler in Brückenschaltung eingebaut. 

Das Vorschaltgerät wiegt gerade einmal 440 g.

Vergleich: 1= Halogen 2 = Xenon

Die automatische (dynamische) Leuchtweitenregelung (ALWR) oder auch DLWR

bewirkt bei den Xenon-Scheinwerfern eine stets korrekte Scheinwerfereinstellung unabhängig von der Beladung, dem Bremsvorgang oder der Beschleunigung des Fahrzeuges (Lesen Sie hierzu auch die Info zur Leuchtweitenregelung).  Den Beladungszustand registrieren induktive oder magnetoresistive Achssensoren. Über Stellmotoren wird die Stellung der Scheinwerfer korrigiert. Bei der dynamischen Leuchtweiteregelung wird über das Tachosignal die Geschwindigkeit des Fahrzeuges verarbeitet. Somit können Brems- und Beschleunigungsvorgänge schnell ausgeglichen werden.

 

Ohne DLWR -  beim Bremsen

 

mit DLWR - beim Bremsen

ohne DLWR - beim Beschleunigen

 

 mit DLWR - beim Beschleunigen

Gesetzliche Grundlagen

Die Xenon-Gasentladungslampe muss der ECE-Regelung 99, der Scheinwerfer der ECE-Regelung 98 entsprechen. Für den Anbau des Scheinwerfers am Kraftfahrzeug gilt die ECE-Regelung 48 (Beachtung nationalen Vorschriften).

In Europa dürfen nur komplette Xenon-Scheinwerfersysteme nachgerüstet werden. Sie bestehen aus einem Satz typgeprüfter Scheinwerfer (z.B. mit dem Kennzeichen E1 auf der Abschlussscheibe), einer automatischen Leuchtweiteregulierung und einer Scheinwerfer-Reinigungsanlage.

Die Scheinwerferreinigungsanlage sorgt durch das Strahlwasserprinzip für die Reinigung der Abschlussscheibe, um somit das Xenon-Licht auf die Strasse zurichten und eine Blendung des Gegenverkehrs auszuschließen. (Anbau der Beleuchtungseinrichtung: 76/756/EWG u. ECE-R 48, geprüft nach der Richtlinie ECE-R 45 Scheinwerferreinigungsanlagen).

Diese Regelung gilt für 35 W Brenner, nicht aber bei 25-Watt-Anlagen. Deren Xenon-Brenner entwickeln nämlich nur 2.000 statt 3.000 Lumen (lm) an Lichtleistung, und sind deshalb von der Pflicht eine Leuchtweiten-Regulierung oder Scheinwerfer-Reinigungsanlage zu besitzen, befreit. Dies spart Kosten und erfreut die Designer.

Ob es auch sinnvoll ist, ist eine andere Sache. Helligkeit und Streubreite sind gegenüber den 35-Watt-Systemen leicht reduziert, und eine Blendung wird ja auch oft als subjektiv empfunden. Die 35-W-Lampen des Standards D1, D2, D3 und D4 geben einen Lichtstrom von > 2000 lm ab. Eine 25 W leistende D5-Lampe bleibt dagegen unter dieser Schwelle (Bild 9).

Die Bi-Xenon®-Technologie nutzt die Vorteile des Xenon-Lichtes gleichzeitig für das Abblend- und das Fernlicht mit einem Projektionsmodul.  Durch die Verwendung einer beweglichen Blende im Scheinwerfer wird rein mechanisch zwischen der Lichtverteilung für das Abblend- und Fernlicht umgeschaltet, d.h. beim Umschalten auf Fernlicht wird die Blende weggeschwenkt und der volle Lichtstrom wird freigegeben. Der Autofahrer behält die gleiche Lichtfarbe und Lichtintensität. Das Auge sieht eine gleichbleibend angenehme Ausleuchtung.

Beim Xenon-Abblendlicht wird die Straße heller und breiter ausgeleuchtet, das Xenon-Fernlicht reicht weiter, die Randbereiche der Straße werden deutlich besser ausgeleuchtet. So werden Hindernisse und Gefahren früh erkannt. Zudem werden Energie, Bauraum sowie Gewicht eingespart und hilft darüber hinaus, den Treibstoffverbrauch zu senken.

Die Lichthupenfunktion ließ sich lange mit dem Bi-Xenon-Scheinwerfer nicht erreichen, da die Zeit vom Zünden bis zur vollen Helligkeit mehrere Sekunden beträgt. Daher wurden die mit Xenon ausgestatteten Fahrzeuge zusätzlich mit einem zweiten Scheinwerfer mit einer Halogenlampe versehen, die die Lichthupen-Funktion übenahm. Mittlerweile gibt es aber auch Bi-Xenon Modelle, die mit einem sehr schnell arbeitenden Steuergerät für den einen gemeinsamen Brenner ausgestattet sind (z.B. VW). Wegen der dadurch vergleichsweise sehr kurzen Zündverzugszeit, ist ein extra Halogenscheinwerfer allein für die Lichthupenfunktion überflüssig geworden.

Der Entfall eines extra Lichthupenscheinwerfers war auch die Voraussetzung, dem Trend folgen zu können, nämlich in den Leuchteneinheiten der neuen Generation  - je nach Modell - zusätzliche Funktionen wie intelligentes Kurvenlicht und Tagfahrlicht konstruktiv unterbringen zu können.

Autoscheinwerfer im Test - Xenon auf dem Vormarsch

Xenonscheinwerfer blenden oft stärker als herkömmliche Halogensysteme. Dies gilt insbesondere für ältere oder falsch eingestellte Schweinwerfersysteme. So das Ergebnis eines Tests, bei dem der ADAC die subjektive Blendwirkung an verschiedenen Fahrzeugtypen unter praxisnahen Bedingungen untersucht hat. Audi A6, VW Golf III und VW Golf IV repräsentierten die Halogen-Technik. Audi S8, BMW 7er-Reihe (altes und neues Modell) und Opel Omega B fuhren mit Xenonlicht. Außer Konkurrenz wurde das Blendverhalten einer "Blue Laser Light“-Lampe in einem Opel Vectra B untersucht.

Die Blendwirkung entgegenkommender Fahrzeuge sollte von 26 Personen unterschiedlicher Altersgruppen beurteilt werden. Dabei kam es den Experten auf den persönlichen Eindruck an, den die bei Nacht entgegenkommenden Fahrzeuge bei den Testpersonen hinterließen. Und zwar in vier unterschiedlichen Verkehrssituationen: auf trockener und nasser Gerade, beim Fahren über eine Kuppe und durch Kurven. Hier einige Details der Testergebnisse:

• Scheinwerfer mit Xenonlampen leuchten die Fahrbahn breiter aus als solche mit Halogenlampen und sind etwa doppelt so hell. Dadurch lassen sich unbeleuchtete Hindernisse am Fahrbahnrand besser erkennen und der Fahrer kann sich leichter orientieren.

• Weitere Vorteile der Xenonlampen: Sie verbrauchen weniger Energie und halten länger.

• Ob ein Scheinwerfer blendet, hängt nicht nur von der Lichtquelle, sondern vor allem von der Konstruktion des gesamten Systems ab. Bei kleiner Lichtaustrittsfläche, wie beispielsweise bei Scheinwerfern mit Linsensystemen, ist die Blendgefahr besonders hoch.

• Scheinwerfer, die den unmittelbaren Bereich vor dem Fahrzeug stärker beleuchten, blenden bei Nässe den Gegenverkehr stärker. Auch für den Fahrer gibt es Nachteile, weil sich das Auge dem hellen Vordergrund anpasst und so weiter entfernte im Dunkeln liegende Bereiche schlechter sieht.

• Der bläuliche Farbton von Xenonlampen wurde von den Testpersonen nicht beanstandet.

• Blaues Licht lässt nicht immer auf Xenon schließen. Im Fachhandel werden auch Halogenlampen angeboten, die ein Licht in dieser Farbe abgeben. Besonders unangenehm wurde von den Testpersonen die „Blue Laser Light“ H7-Lampe empfunden. Sie blendete stark und leuchtete die Fahrbahn schlecht aus.

Insgesamt haben Lampensysteme auf Xenonbasis Vorteile und bringen mehr Sicherheit. Wegen des höheren Lichtstromes muss allerdings besonders auf die korrekte Scheinwerfereinstellung geachtet werden. Nur so ist es möglich, die unerwünschte Blendwirkung einzudämmen. Der ADAC fordert deshalb für alle neuen Fahrzeuge eine dynamische Leuchtweitenregelung.

Erstmals setzt DaimlerChrysler hochmoderne Glasfasertechnik ein, um das Licht der Xenon-Lampen zu übertragen. Diese Lichtleiter, die aus mehreren tausend einzelner Glasfasern bestehen, ermöglichen die räumliche Trennung von der Lichtquelle und dem eigentlichen Scheinwerfer -- ein Vorteil, der vor allem dem Frontdesign des Sportwagens zugute kommt, denn die Scheinwerfer beanspruchen nur sehr wenig Platz und ermöglichen deshalb die Gestaltung einer extrem flachen Frontpartie. Fern- und Abblendlicht werden in zwei zylinderförmigen Gehäusen unter der Motorhaube erzeugt. In ihrem Inneren befinden sich jeweils eine Xenonlampe, deren Licht von einem elliptischen Reflektor gebündelt wird. Vom Brennpunkt der Reflektoren strahlt das Licht in die Glasfaserleitungen, die es verlustfrei in die Scheinwerfer übertragen. Hier übernehmen spezielle Optiken die Lichtverteilung auf die Fahrbahn.

Einstellung von Xenon Scheinwerfern

Lesen Sie zur Einstellung von Xenon Scheinwerfern den Artikel Scheinwerfer einstellen

Xenon nachrüsten

Xenon in Normalscheinwerfer nachrüsten ist verboten. Denn Xenon-getunte Normalscheinwerfer sind illegal, weil sie stark blenden! Beim Umbau: Halogenlampe raus, Xenonbrenner rein und Vorschaltgerät anbauen verliert man den Versicherungsschutz und die Betriebserlaubnis geht verloren. Ein Scheinwerfer erhält seine Bauartgenehmigung nämlich nur in Verbindung mit einem bestimmten Lampentyp. Durch die Änderung verliert man diese.

Deshalb gilt: Wer nicht auf das Xenon Licht verzichten möchte, sollte nur Xenon Scheinwerfer mit Bauartgenehmigung einbauen. Das Auto muss aber auch noch mit einer automatischen Leuchtweitenregelung und einer Scheinwerferreinigungsanlage ausgerüstet sein. Außerdem muss die Kfz-Elektrik der Beleuchtung so geschaltet sein, dass das Abblendlichts auch bei Fernlicht eingeschaltet ist.

Das nachfolgende Video zeigt eine Nachrüstung von Xenon-Lampen in einen normalen Scheinwerfer. Achtung: Dies ist wie oben erwähnt keine zulässige Nachrüstung!

Quellen: ADAC, Hella

Video zum Xenon Kurvenlicht