Đèn Halogen, xenon, LED hay
Laser đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng mà mỗi hàng cần cân nhắc để sử dụng
phù hợp cho từng mẫu xe. Thị trường xe hơi ngày càng cạnh tranh khốc liệt, các
hãng liên tục đưa ra nhiều công nghệ mới để chứng tỏ năng lực dẫn đầu của mình,
trong đó có công nghệ đèn pha và độ đèn led xe hơi. Từ những bóng đèn acetylen đơn giản năm 1980 đến công nghệ LED,
laser phức tạp ngày nay là cả một chặng đường phát triển.
Có nhiều công nghệ nhưng tựu
chung lại có 4 dạng chính sử dụng nhiều hiện nay là đèn Halogen, HID, LED và
Laser. Hầu hết người sử dụng đều cho rằng công nghệ càng mới thì càng ưu việt,
tức Laser là loại đèn tốt nhất hiện nay. Tuy nhiên, theo nội thất ô tô Đà Nẵng Đại Mỹ mỗi loại đều
có ưu và nhược điểm riêng, không có loại nào hoàn hảo nhất.
1.
Đèn pha Halogen
Là kiểu đèn pha phổ biến nhất
hiện nay nhờ bóng đèn halogen untouched có ưu điểm rẻ và đơn giản. Về cơ bản,
bóng đèn halogen có tuổi thọ khoảng 1.000 giờ trong điều kiện bình thường, chi
phí thay mới thấp so với các loại đèn khác. Tuy nhiên, ngày càng nhiều hãng xe
không ưu tiên sử dụng loại đèn pha này bởi hiệu suất mà nó đem lại không cao. Để
hiểu được rõ hơn, hãy tìm hiểu cơ chế hoạt động của bóng đèn halogen untouched.
Bóng đèn halogen có vỏ bằng
thủy tinh, cho khả năng cách nhiệt cao và được cấu tạo bởi hợp chất khí agon - nitơ
và dây tóc vonfram. Để phát sáng, dây tóc vonfram thu điện từ ắc quy xe, làm
nóng tới 2.5000C, sau đó bắt đầu quá trình phát sáng (quá trình đốt cháy). Tuổi thọ bóng đèn halogen kết thúc khi
vonfram bốc hơi và để lại mỗi dây tóc, đọng lại trên vỏ thủy tinh và sau đó dây
tóc bị gãy tại một điểm nào đó, trở nên vô tác dụng.
Tuy nhiên, vấn đề lớn nhất
đó là trong khi phát sáng, bóng đèn halogen cũng tạo ra nguồn nhiệt vô cùng lớn
và làm lãng phí năng lượng. Một vấn đề nữa là cơ chế phản ứng của bóng halogen
với các chất khác nhau. Chẳng hạn như, khi thay bóng bị hỏng, bạn bắt buộc
không được chạm vào vỏ thủy tinh của bóng mới. Dầu mỡ trên ngón tay sẽ dính vào
thủy tinh thạch anh, khiến nó làm nóng không đều và giảm tuổi thọ bóng đèn. Do
đó khi đã lỡ chạm tay, hãy lập tức lau bằng vải sạch và sử dụng cồn để chà mạnh
vệt dầu mỡ bám.
Tuy vậy, không thể phủ nhận
bóng đèn halogen có nhiều ưu điểm nổi trội khiến nhiều hãng sản xuất vẫn ưu ái
lựa chọn khi thiết kế đèn pha như tỏa sáng đều, giá thành rẻ, nhiều kích thước
và do vậy phù hợp với nhiều dòng xe. Bên cạnh đó, bóng đèn halogen có khả năng
điều chỉnh cường độ sáng, cho phép nhà sản xuất thiết kế vô số phiên bản đèn
pha với khung thân và kích thước khác nhau.
2.
Đèn pha HID (Xenon)
Đèn pha xenon có tên gọi
chính thức là đèn pha phóng điện cường độ cao (HID), được xem là giải pháp khả
thi hơn so với đèn Halogen nhờ nhiệt độ màu và lượng ánh sáng tạo ra. Đèn pha
xenon đầu tiên xuất hiện trên mẫu BMW 7 Series vào năm 1991 và dần trở thành sự
lựa chọn số một của nhiều hãng ô tô.
Nguyên tắc hoạt động của đèn
HID về cơ bản giống bóng đèn neon. Bạn sẽ có một bóng đèn kín chứa đầy khí và
điện cực ở mỗi đầu, và một dòng điện chạy ngang qua. Đèn pha HID trên xe ôtô có
cấu tạo gồm vỏ trong suốt bằng thạch anh, điện cực vonfram và hỗn hợp khí được
thúc đẩy nhờ dòng điện cao thế chạy giữa hai điện cực.
Đèn pha HID thực chất sử dụng
hỗn hợp kim loại - halide (hợp chất gồm halogen và một nguyên tố hoặc gốc khác)
và chỉ dựa vào khí xenon trong thời gian khởi động. Một trong những vấn đề
chính của đèn HID là thời gian cần để hỗn hợp khí bên trong đạt tới nhiệt độ hoạt
động và tỏa ánh sáng cường độ mạnh.
Quá trình thắp sáng đèn HID
gồm 3 bước: Đầu tiên là giai đoạn đánh lửa, một xung điện cao thế tạo ra tia lửa
có tác dụng ion hóa khí xenon và sinh ra luồng điện giữa hai đầu điện cực. Tiếp
đó, nhiệt độ trong bóng đèn tăng nhanh và làm bay hơi muối kim loại, giảm điện
trở giữa hai điện cực. Cuối cùng, chấn lưu chuyển sang hoạt động liên tục, cung
cấp công suất liên tục cho đèn để đảm bảo hồ quang điện không nhấp nháy.
Vậy đâu là ưu điểm của đèn
pha HID so với đèn pha Halogen ? Thứ nhất, đèn pha xenon cho hiệu quả lớn hơn
nhờ lượng ánh sáng tỏa ra nhiều hơn. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, chẳng
hạn như giao thông ách tắc, đây có thể là một trở ngại lớn nếu góc chiếu sáng
không được điều chỉnh phù hợp (phần lớn đó là khi bộ phụ tùng aftermarket kit bị
lắp sai hoặc sử dụng vỏ đèn pha không dành cho đèn HID).
Theo thống kê chính thức,
bóng đèn xenon sản sinh 3.000 lumen và 90 milicandela (mcd) (đơn vị đo cường độ
sáng của đèn LED)/m2, trong khi đèn halogen chỉ sản sinh 1.400 lumen và 30
mcd/m2. Dần dà, đèn xenon được sản xuất với nhiều kích cỡ và phiên bản khác
nhau, đặc biệt khi được trang bị cho nhiều dòng xe khác nhau. Ngoài ra, bóng đèn xenon có tuổi thọ lớn
hơn so với bóng đèn halogen. Theo ước tính, bóng đèn xenon có thể thắp sáng khoảng
2.000 giờ trong điều kiện bình thường.
Trên thực tế, bóng đèn xenon
cần nhiều công suất hơn khi khởi động song khi đã đạt tới nhiệt độ tiêu chuẩn,
sẽ tiêu tốn ít công suất hơn so với các bóng đèn thông thường. Điều này có
nghĩa máy phát điện xoay chiều sẽ chịu lượng tải nhỏ hơn và không cần nhiều mô
men xoắn động cơ để duy trì nhu cầu điện. Tuy nhiên, bạn hầu như không cảm nhận
chênh lệch về mức tiêu thụ nhiên liệu khi xe lắp đèn pha HID hay đèn Halogen.
Đâu là điểm bất lợi của đèn
pha HID? Có thể thấy rõ đèn pha dạng này có giá thành cao hơn đèn halogen (bao
gồm chi phí bảo dưỡng) và có cấu tạo phức tạp hơn bởi cần tới thiết bị có tên gọi
chấn lưu (về cơ bản, đó là tụ điện có chức năng tạo ra và điều chỉnh dòng điện
cao thế để đèn HID hoạt động).
Ngoài ra, bóng đèn xenon cần
nhiều thời gian hơn để đạt tới cường độ sáng mạnh nhất và không được đánh giá
cao như dạng đèn chiếu xa riêng biệt. Một số xe hiện nay được trang bị đèn chiếu
gần dạng HID và các bóng chiếu xa riêng. Trên những dòng xe cao cấp hơn, hệ thống
đèn pha HID thực hiện đồng thời hai chức năng: chiếu gần và chiếu xa (mà nhiều
người vẫn gọi nhầm là đèn bi - xenon), nhờ cơ chế sử dụng bóng cơ học trong
gương phản xạ ôtô để thay đổi hướng chiếu sáng tương ứng.
Một số đèn pha xenon có thể
gây hại tới sức khỏe của chúng ta bởi chúng có chứa các chất độc hại như thủy
ngân kim loại. Tại một số quốc gia đã ban hành các quy định riêng nghiêm cấm sử
dụng các chất này, song điều đó cũng đồng nghĩa với chi phí sản xuất và sửa chữa
cao hơn.
Cuối cùng, lượng ánh sáng
chói sinh ra từ đèn pha có thể gây phiền hà cho các lái xe khác trên đường, đặc
biệt khi giao thông đông đúc, dẫn tới gia tăng tai nạn, bên cạnh thực trạng vượt
quá tốc độ và các vấn đề kỹ thuật.
3.
Đèn pha LED
Một giải pháp thứ ba trong
công nghệ sản xuất đèn pha ôtô: sử dụng đèn LED. Dạng đèn này được trang bị
trên các mẫu xe sản xuất hàng loạt song nó cũng có nhiều điểm hạn chế. Nguyên lý làm việc của đèn pha LED
tương đối phức tạp song có thể hình dung như sau: các electron âm chuyển động
quanh các “lỗ” tích điện dương thông qua một chất bán dẫn. Khi một electron tự
do rơi vào lỗ có mức năng lượng thấp hơn, nó sẽ giải phóng năng lượng dưới dạng
photon (phần nhỏ nhất của ánh sáng) trong một quá trình được gọi là điện phát. Quá trình này được lặp lại hàng ngàn lần
mỗi giây để tạo ra ánh sáng liên tục, phát ra từ điốt phát quang (LED) có chiều
rộng 2 mm.
Đặc điểm quan trọng nhất của
hệ thống đèn pha LED: chúng cần rất ít công suất để hoạt động so với các bóng
đèn halogen cổ điển. Đèn LED được bắt gặp trên các phiên bản Toyota Prius và
hai phiên bản hybrid khác sử dụng động cơ điện. Mẫu xe sản xuất đầu tiên sử dụng
đèn pha LED là Audi R8 2004. Nhìn
chung, đèn pha LED nằm ở giữa đèn halogen và đèn HID về độ phát quang, song cho
ánh sáng tập trung hơn và cũng được thiết kế nhiều hình dáng khác nhau.
Song đèn LED cũng có một số
điểm hạn chế. Không giống đèn pha halogen, đèn pha LED không tỏa nhiệt khi phát
sáng, không sinh nhiệt dưới đáy bộ phát (chủ yếu là bộ chip) khi điện đi qua, bởi
vậy gây rủi ro tiềm ẩn cho các chi tiết lắp ghép cạnh đó cũng như cáp kết nối.
Đó là lý do tại sao đèn pha LED cần hệ thống làm mát giống như bộ tản nhiệt hoặc
quạt để tránh hiện tượng tan chảy. Và
những hệ thống làm mát này được đặt tại khoang động cơ, nơi không đủ mát để hệ
thống nào đó có thể duy trì nhiệt độ thích hợp. Đèn pha LED cũng “kén” xe và đắt
hơn đèn xenon HID.
Đôi khi bạn tự hỏi vì sao
đèn LED ban ngày hay đèn hậu LED sử dụng bộ tản nhiệt? Đơn giản bởi chúng ta
không dựa vào đó để xác định phương hướng vào ban đêm. Và do vậy chúng không cần
công suất lớn như đèn pha.
4.
Đèn pha Laser
Là chi tiết nổi bật trên các
mẫu xe của BMW và Audi. Công nghệ mới này cho phép tăng hiệu quả gấp 1.000 lần
so với đèn pha LED và có hình dáng nhỏ gọn hơn rất nhiều. Thực tế là các tia
laser có thể gây nguy hiểm cho cơ thể và chỉ chiếu sáng trong phạm vi của một đồng
xu. Vậy tại sao nhiều nhà sản xuất vẫn lựa chọn giải pháp này?
Tương tự ví dụ đèn xenon ở
trên, công nghệ mới tại đây sử dụng các tia laser như một phần của quá trình tạo
ánh sáng. Khi sử dụng đèn chiếu xa, bạn sẽ không gặp phải hiện tượng hai chùm
laser công suất cao với ống kính phía trước có thể “đốt cháy” mọi thứ trong tầm
nhìn. BMW giải thích, hệ thống của họ
sử dụng 3 chùm laser màu xanh đặt phía sau bộ đèn pha, chiếu thẳng vào một cụm
các gương nhỏ - những gương này tập trung năng lượng vào thấu kính có chứa khí
phốt pho vàng.
Và chính chất này sẽ tạo ra
ánh sáng trắng cực mạnh khi tiếp xúc với chùm tia laser, sau đó, ánh sáng này
được phản chiếu hướng về phía trước đèn pha. Do đó về cơ bản, khi bạn nhìn đèn
pha Laser tức là bạn đang nhìn vào ánh sáng tạo ra bởi khí phốt pho, thay vì
chính tia laser đó. Điều gì xảy ra nếu
đèn pha Laser bị hỏng hoặc chiếu sáng không tập trung? Một lần nữa, hãng xe
sang BMW cho biết, cơ chế sẽ tự động ngừng hoạt động.
Ánh sáng tạo ra trong quá
trình này cho độ sáng gấp 1.000 lần đèn pha LED trong khi tiêu tốn khoảng 2/3
(hoặc thậm chí 1/2) công suất. Và nhờ có khí phốt pho, nhiệt độ màu của ánh
sáng (5.500 - 6.000K) hầu như gần với nhiệt độ màu của ánh sáng tự nhiên (khoảng
6.500K). Với công suất lớn hơn đèn
LED, đèn pha laser cho phạm vi chiếu sáng gấp đôi và đủ nhỏ gọn để phù hợp với
nhiều kiểu dáng/gói tùy chọn.
Theo nội thất ô tô giá rẻ Đại Mỹ, nhược điểm của đèn pha Laser là nó chỉ
hoạt động ở đèn chiếu xa và điều này cũng đồng nghĩa với chi phí tốn kém. Theo
ước tính, với khoảng 6 tia laser công nghệ cao ở mỗi đèn pha (tổng cộng 12 tia ở
cả hai đèn), bạn sẽ mất khoảng 10.000 USD (tương đương 222 triệu đồng). Và mức
giá này cũng bao gồm các công nghệ chống chói tự động bởi không lái xe nào muốn
đối diện ánh sáng mặt trời ở khoảng cách 600m. Công nghệ đèn pha laser của Audi cũng vận hành theo cơ chế tương tự
song sử dụng 4 tia laser ở mỗi đèn pha.
