汽車燈相關(guān)知識總結(jié)

1、汽車燈具主要有照明燈具和信號燈具兩大類。照明燈具包括汽車必備的遠光與近光前照燈外, 還有一些輔助的照明燈具, 例如霧燈, 作業(yè)照明燈, 后照燈及倒車燈等。信號燈具主要用來顯示汽車行駛狀況及汽車外廓尺寸等, 主要有前后示寬燈, 制動信號燈及轉(zhuǎn)向信號燈等。隨著汽車速度的提高, 對汽車車燈照明的要求也越來越嚴格, 汽車燈具設(shè)計的難點是前照燈, 汽車前照燈主要由光源, 反射鏡及配光鏡三部分組成。H4 燈的結(jié)構(gòu)在我國使用的前照燈中用得最多的光源是H4 燈前照燈有兩種功能，一種是照明，一種是裝飾。LED在汽車照明系統(tǒng)中應用的優(yōu)勢新一代固態(tài)冷光源LED于上世紀60年代問世。直到80年代之前，由于那

2、時LED的亮度不高，只是將其作為指示燈等使用，不會有人想到它會能作為汽車車燈。進入80年代后，LED亮度有了較大提高，1985年被用于一輛客車上。1986年Nissan公司在300ZX型汽車上使用了72只5mm的LED作為中央高位剎車燈，標志著LED開始進入了汽車領(lǐng)域中的應用。與傳統(tǒng)車燈光源比較，LED的優(yōu)勢如下：(1)壽命長，免維護，在整個汽車使用期限之內(nèi)有可能不用再更換燈具。(2)非常節(jié)能，比同等亮度的白熾燈節(jié)能至少在一半以上。表1列示了汽車信號燈與白熾燈能耗的比較。根據(jù)2003年美國能源署(DOE)車用LED節(jié)能審估報告，結(jié)果令人吃驚。僅對小轎車而言，若美國全國都使用LED車燈，每年可節(jié)

3、省燃料14億加侖(美制1加侖=3.785升)，而且載貨卡車節(jié)省的燃料比小轎車多2倍。(3)無須熱啟動時間，亮燈響應速度快。普通自熾燈燈泡的啟動時間一般為100-300ms，而LED通常不足70ms。對于事關(guān)重要的制動燈來說，這樣的時間差距意味著高速行駛時的制動距離相差47m，從而使汽車追尾事故發(fā)生率降低5%。(4)結(jié)構(gòu)簡單，擾震動和耐沖擊性能強。(5)體積小，設(shè)計靈活性大，可以隨意變換燈具模式，適用各種造型的汽車。 (6)LED的冷光特性，使燈具不會因長期受熱而變形，從而提高了整套燈具的壽命。(7)受電壓變換的影響遠遠小于普通燈泡，而且易于控制。表2給出了LED高位制動燈與自熾燈高位

4、制動燈的比較。LED以其卓越的安全性、可靠性、環(huán)保性和節(jié)能性，成為汽車照明系統(tǒng)的新寵，給汽車車燈的升級和革命帶來了楔機。LED在汽車前照燈中的應用初見端倪 前照燈是汽車在夜問行駛時照明前方道路的燈具，是保障汽車安全運行的重要部件之一。前照燈的照明距離越遠，配光性越好，汽車行駛的安全性能也就越高。汽車前照燈發(fā)出遠光和近光兩種光束，其中遠光在無對方來車的道路上，汽車以較高速度行駛。遠光應保證在車前100m或更遠的路面上得到明亮而均勻的照明。在全部車LED燈具中，最難也是最后投入使用的則是車頭前照燈。目前LED前照燈都是用在一些車展上的概念車上，如圖5所示。自2003年以來，有15多家汽車

5、制造廠在相關(guān)車展上展出了采用LED頭燈的概念車。在北美一次國際車展上登場的福特概念車中，其中一輛則采用了LED頭燈。日本小系等公司也有樣燈展出。2007款林肯Aviator等車型同樣采用全新的照明系統(tǒng)，其中包括LED前照燈。Lexus公司在2007年推出一款2008LSGoohL混合動力豪華汽車量產(chǎn)車，其前照燈采用了LED設(shè)計。日本豐田于2007年在凌志600H車型上開始安裝LED車頭前照燈，德國大眾計劃于2008年在奧迪R8車型上安裝LED前照燈。從目前的情況來看，LED前照燈還處在研發(fā)階段，預計在10年之內(nèi)將會在普通轎車上比較普遍地被采用。LED這種新光源，對于汽車前照燈的形狀和排列有著較

6、大的靈活性。利用LED體積小這一優(yōu)勢，可以大幅縮小前照燈整組燈具的體積，讓出一些寶貴的空間給其它相關(guān)裝置?，F(xiàn)有的鹵鎢燈或HID燈燈具總長約30cm，而許多概念車上的LED燈具只有12.5cm，而且可以在造型上突破傳統(tǒng)燈具的圓形設(shè)計。由于LED采用模塊化設(shè)計，從造型上看，前照燈設(shè)計給人們以全新的視覺沖擊。使用LED作為前照燈，不僅顏色識別性比鹵鎢燈等老式燈高，而且由于老式燈只有一個光源，難以擴大照明區(qū)域，而LED燈具有多個光源，由此可使照明區(qū)域廣度擴大。 LED在汽車前照燈中應用面臨許多挑戰(zhàn) 在LED全面進軍汽車應用市場中，一個最大的障礙就是前照燈。前照燈傳統(tǒng)光源已經(jīng)十分成熟

7、，像代表性光源鹵鎢燈，雖然光效不是很高(約201m/W)，但價格低廉。高壓氙燈雖然價格相對較高，但安全、高效、節(jié)能，而且體積小，燈具設(shè)計簡單，因而倍受青睞。LED要在汽車頭燈中取代傳統(tǒng)光源，并非是一件容易的事情，需要解決以下幾方面的問題。 一是亮度輸出。前照燈的亮度要求是：近燈900lm，遠燈1100lm，整體為2000lm，約是Lumileds公司的40個1W的LuxeonLED在25時的總光源輸出。這類LED當環(huán)境溫度升至50時，效率會降至80%以上。為提高亮度，需要更多數(shù)量的LED，這不僅會引起成本增加，而且會使LED的故障率增加。 二是散熱問題。傳統(tǒng)光源產(chǎn)生的熱雖然

8、遠遠高于LED，但不會囚高溫而降低其光輸出。然而，LED光輸出卻會因結(jié)溫升高而下降。因此，散熱問題在LED前照燈燈具設(shè)計工作中至關(guān)重要。為防止LED過熱而燒毀，需要為其加裝散熱片。由于前照燈需用很多個LED，加設(shè)散熱片后體積會過于龐大，難以納入燈具之中。 三是光學設(shè)計，利用LED作為光源設(shè)計燈具，需要對傳統(tǒng)的柱光源變?yōu)槊婀庠础榈玫叫枰牧髅鬏敵?，LED需要較大的封裝面積，致使光學設(shè)計難度增大。在目前一些概念車上，都以模塊化設(shè)計取代現(xiàn)有的單一燈室設(shè)計，利用多組燈光源來達到傳統(tǒng)燈具的照明水平，從而減小了光學設(shè)計難度，并增加了車體造型設(shè)計感。 前燈的發(fā)展趨勢PC面罩和BMC反射

9、鏡的廣泛使用為前燈增加了新功能，原來分散的單一功能的各種燈具，得以組合。現(xiàn)代的前燈包括前照燈（分為遠光燈、近光燈）、霧燈、前轉(zhuǎn)向燈、前位置燈等；但也可不包括霧燈或轉(zhuǎn)向燈，這要根據(jù)整車的造形而定。從技術(shù)上說，裝在汽車前部的燈都可以組合在一起。前燈的發(fā)展趨勢可以從以下幾個方面來看。外觀隨著新技術(shù)、新材料以及計算機輔助設(shè)計的廣泛應用，燈具在滿足法規(guī)的基礎(chǔ)上，其造型更加隨意；整車的造型設(shè)計師可以有更大的自由度。以前，前燈的外形不是圓形就是方形，多數(shù)情況下一只燈只有一種功能。自從PC面罩應用到前燈中，前燈才發(fā)生了多種變化，現(xiàn)在生產(chǎn)的前燈幾乎已經(jīng)沒有正方或正圓的形狀，幾乎全部是符合整體造型的異性前燈。以前

10、，一些汽車公司為了減少空氣阻力和達到外形效果，采用隱形前燈，如保時捷跑車等；但隨著新材料和新技術(shù)的應用，隱形前燈已經(jīng)成為過時產(chǎn)品?，F(xiàn)代汽車的前燈能完全符合汽車的整體造型，具有相同的流線，大大體高整車的外觀效果，甚至成為汽車廠商個性化的標志，是汽車上的一個亮麗的裝飾物，也是區(qū)分不同車形的重要標志。亮度前燈的主要功能是照亮路面、防止對方眩目，保證行車安全。在提高亮度和擴大照明范圍方面有不同的方法：一種是提高光源的發(fā)光效率。從1913年的白熾燈泡到20世紀90年的氣體放電燈泡，發(fā)光強度從白熾燈的1518lm/W到鹵素燈的2225lm/W到氣體放電燈的8091lm/W；已經(jīng)有了長足的發(fā)展。（注：提高燈

11、泡的功率，不是解決亮度的方法。100W的燈泡固然比55W的標準燈泡亮，但是，它將產(chǎn)生大量的熱量，可能損毀反射鏡等燈具部件，同時由于其消耗的電功率遠遠大于標準燈泡，因此整車的保險、電纜有被燒毀的危險，并引發(fā)火災。燈具生產(chǎn)廠和整車生產(chǎn)廠的所有保證是完全無效的。因此，禁止在公路上使用100W或100W以上的燈泡；此類燈泡僅在賽車比賽時被使用。）隨著生產(chǎn)技術(shù)的日益成熟、價格的下降、升壓系統(tǒng)體積的減小，氣體放電燈已經(jīng)逐步在中小型轎車應用上。今后，它將廣泛使用在轎車、載重車、客車等各類汽車中。HID是汽車光源發(fā)展的一個方向。另外，科技的不斷發(fā)展、高發(fā)光率白色LED的不斷完善，LED也將是汽車前燈光源發(fā)展的

12、另一個方向。第二種是提高光源的利用率。目前拋物面反射鏡的利用率不到30%，自由曲面反射鏡約為45%，透鏡組的利用率達到約50%。在反射鏡的光損耗中有3045%的光線沒有照射到反射鏡上，另有1525%的光線被遮擋；透鏡組中也有20%左右的光線被遮擋。各國的車燈廠都花了很大的力氣研究減少光損失。在反射鏡型前燈中，日本的一些燈廠將遮光罩做成反光型，將原先不能照射到反射鏡上的光線和被遮擋的光線重新反射到反射鏡上；德國的工廠則在充分發(fā)揮其在自由曲面上的設(shè)計優(yōu)勢，逐漸取消遮光罩，來提高光線的利用率。在透鏡型的前燈中，日本采用多透鏡，德國則增加透鏡直徑；無論是那種方法，其目的是相同的，都是增加光線的通過面積

13、。第三種是功能方面。未來幾年，前燈的功能將向多功能化和智能化發(fā)展。德國公司最近研制開發(fā)的一種多功能前燈，突破了傳統(tǒng)前燈近光、遠光的劃分，將燈光按照不同的用途分為城市照明、鄉(xiāng)村照明（包含轉(zhuǎn)彎照明）、高速公路照明、高亮度照明和白天行駛照明。城市街道的路燈照明條件比較好，車輛行駛的速度較低，道路兩旁的車輛和人員較多，對前燈照明的要求是防眩目、大寬度、短距離、區(qū)域內(nèi)光強高，使駕駛員容易觀察到車輛兩側(cè)及前方情況。鄉(xiāng)村照明在小城鎮(zhèn)或照明條件較差的街道上使用，它的光分布與通常情況下的近光燈相似。由于道路的照明條件差，又有彎路和交叉路口，故有轉(zhuǎn)彎照明功能，在轉(zhuǎn)彎時，光區(qū)會提前照射到將要轉(zhuǎn)向的方向，并有左右側(cè)行

14、駛之分。高速公路照明在高速公路上使用。由于高速公路上沒有行人，全部是單向車道，不存在使對方眩目的問題。光分布接近于通常情況下的遠光燈，但其照射距離一般在150m以內(nèi)，這是由于高速公路的行駛速度通常在100150km/h；按照歐洲的法規(guī)要求，此時的車距應該在100150m；為了不使前車的駕駛員感到不舒服，將照射距離一般在150m以內(nèi)。高光照明狀態(tài)將全部光線都投到路面上，充分發(fā)揮光源的效能。主要用于沒有照明、車輛極少的野外行車。白天行駛照明是在歐洲最新法規(guī)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種前燈形式，用于白天行駛時使用，沒有配光的要求。智能化的前燈的基礎(chǔ)是多功能前燈，附加了控制系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、近紅外線探測系統(tǒng)等

15、，可根據(jù)各種傳感器探測得來的道路情況、天氣情況和本車燈的狀態(tài)（如車速、負載等）等信息，調(diào)節(jié)整燈的工作狀態(tài)，及時清洗燈具，保持最佳的照明效果。被動式近紅外線探測系統(tǒng)的使用，徹底解決夜間和惡劣氣候條件下的道路探測問題，保證行車的安全。如果是前照燈，我們設(shè)計一個通氣孔還不夠，必須設(shè)計兩個以上的通氣孔，并且為了防止“過堂風”的現(xiàn)象，通氣孔的位置就不能放在同一平面位置。    通氣孔的結(jié)構(gòu)要還要設(shè)計成迷宮的形式，實現(xiàn)“通氣不通水”的目的，一般我們通氣管用黑橡膠做成彎曲形狀。然后如果要做的更好一點，可以在彎曲處加裝過濾器裝置，以防止在燈具溫度突然降低反壓的情況下，空

16、氣逆流到燈內(nèi)把灰塵帶到燈具，達到防塵目的。汽車照明光源種類較車燈光源的種類汽車照明光源種類較多，作為汽車外裝照明燈，有汽車前照燈(head lamp)、霧燈、轉(zhuǎn)彎時用于弧線照明的曲線燈以及方向指示燈；汽車后部有剎車燈(Stoplamp)、方向指示燈、與前照燈同時燃點的尾燈、在停車場易于找到的有溯源反射特性的反光鏡、倒車燈以及車牌照明燈等，另外，還有最近出現(xiàn)在汽車玻璃窗等處安裝的高位剎車燈(HMSL)。一般剎車燈安裝在與尾燈相同或接近的位置，其亮度約為尾燈的10倍，而安裝在玻璃窗等處的高位剎車燈，因距尾燈較遠，位置又較高，因此在汽車駕駛員踩剎車時，其信號更易為后面的車輛發(fā)現(xiàn)，剎車狀態(tài)顯示的效果更

17、為理想。光源照度要求在汽車前方50米處的照度從6勒克斯(Lux)到12勒克斯(Lux)，引進高光效氣體放電燈來取代鹵鎢白熾燈，就是為了適應這一需求而出現(xiàn)的?？茖W合理的照明要求 1.    亮度對比 當周圍亮度與中心亮度相等時，或周圍稍暗時，視力最好。 2.    眩光 在視環(huán)境內(nèi)，若有亮度極高的物體或強烈的亮度。 分直射眩光和反射眩光。 直射眩光是由光源發(fā)出的光線直接射到人眼所造成的。眩光引起視覺不舒適的原因有：  .高度的刺激使瞳孔縮

18、?。?#160; .由于角膜或晶體等眼內(nèi)組織產(chǎn)生光散射，在眼內(nèi)形成光幕；  .視幕受高亮度的刺激，使適應狀態(tài)破壞。     直射眩光的強弱與光源有關(guān)，以下情況眩光最顯著：  .光源周圍暗，眼睛適應越暗，眩光越顯著。  .光源亮度越高，眩光越顯著。  .光源越接近視線，眩光越顯著。  .光源的表面積越大，光源數(shù)目越多，眩光越顯著。     一般亮度超過160000cd/就有不舒適的眩光產(chǎn)生

19、。避免方法： 控制光源的光線投射方向，使光源不能直接射向人眼，這就要求燈具（或燈罩）具有一定的保護角。 有的燈具用透明格柵式或半透明罩來遮住光源，由于發(fā)光面積增大而使每個發(fā)光的亮度降低，光線就變得柔和而不刺眼。車燈的應用與發(fā)展    車燈隨著汽車車身一體化無箱式發(fā)展，也開始從外裝式向內(nèi)裝式演變，車燈的造型隨著汽車車身的變化而變化，從單圓形向多種形狀發(fā)展，從單一燈組向組合燈組發(fā)展?，F(xiàn)代轎車使用的新型車燈    1.高強度放電燈(HID)    高強度放電燈(

20、HID)又稱氣體放電燈，有時也稱氖燈。從1995年起，歐洲法規(guī)批準使用此燈，現(xiàn)在寶馬7系列、奔馳E級、福特、本田等高檔轎車都使用了這種前照燈。高強度放電燈(HID)具有以下特點:    a.發(fā)光效率高、亮度大，消耗能量小，可靠性高，壽命長，不受車上電壓波動的影響;b.限制地面照明的同時，改善橫向分布;c.限制最大照度的同時，擴大了亮區(qū)的范圍;d.在雨天和路面潮濕時，通過限制左車道的照度，來減少反射光給對面來車的眩目效應;e.提高了駕駛的舒適性和安全性，特別是在彎道上，能夠盡早地觀察到道路邊緣的行人、騎車人及障礙物。   &#

21、160;2.超薄設(shè)計的發(fā)光二極管燈具    發(fā)光二極管燈具簡稱LED，將作為停車、轉(zhuǎn)彎的信號尾燈代替白熾燈，它有白色、紅色和琥珀色三種。和普通車燈相比，LED節(jié)能，電路線路簡潔，體積小，其安裝深度至少較普通車燈少23英寸，在車尾安裝不需要沖壓，因而能夠節(jié)省成本和節(jié)約后倉空間。未來的LED燈將非常輕薄，完全可能不通過特殊沖壓就固定在車尾。它的安裝成本足以抵消其相對較高的制造成本，將逐漸普及和推廣。    由于其使用成本低，LED己經(jīng)在載貨車上應用，隨著成本的進一步降低，下一步將擴展到客車領(lǐng)域。目前一些公司正著手利用L

22、ED技術(shù)將尾燈、停車燈、信號燈集成起來。    3.智能車燈    智能車燈是當前車燈技術(shù)的另一個發(fā)展主流,智能車燈系統(tǒng)由微電腦控制，微電腦從車內(nèi)的電子傳感器獲得信息，由傳感器來辨別各種照明狀況。速度傳感器能夠為智能車燈提供各種數(shù)據(jù)，輔助傳感器用于監(jiān)測周圍環(huán)境燈光及能見度、道路狀況,包括干、濕、霧、直道、彎道等,不僅可以向照明系統(tǒng)提供重要數(shù)據(jù),還能為其他電子控制系統(tǒng)，如ABS、ASR提供數(shù)據(jù)，從而對駕駛者提供有效幫助。智能車燈與導航系統(tǒng)相連,可以對各種駕駛情況進行預見，從而實現(xiàn)多種照明分布。  

23、  智能車燈由5個元件組成:    a.基本燈，用于城市或白天行駛;b.輔助高強度光束，用于高速公路上的照明，也可做閃光燈;c.惡劣氣候用燈，用于雨、霧、雪天以及在其他能見度低的狀況下，更好地自身定位;d.雙氙投影車前燈，用于調(diào)節(jié)近光及高強度光;e.位置燈。    智能車燈能夠適應不同環(huán)境下的光亮情況,在城市光亮充足時，如城市道路、商場櫥窗明亮的燈光和汽車的前照燈，會刺激駕駛者的眼睛，同樣給行車帶來危害。智能車燈能夠克服這些不足。在汽車轉(zhuǎn)彎時，智能車燈的顯示器將使定向車燈點亮，燈光隨著汽車轉(zhuǎn)彎而

24、轉(zhuǎn)彎，同樣轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，曲線燈會發(fā)出亮光，當車輛加速時，車前照燈會增強遠距離照明功能，從而與轉(zhuǎn)速表保持同步，如果駕駛者外出遇到雨天，可用風擋雨刷來調(diào)節(jié)車燈的亮度，以適應氣候的變化。在高速公路上，需要遠距離亮光，這種車燈會相應地發(fā)出細細的光束。智能車燈會充分考慮車輛行駛中的任何變化，進行自動調(diào)節(jié)，從而確保在任何條件下的行車安全。    4.氖燈    氖燈的發(fā)光原理和HID相似，沒有燈絲，不會受溫度、搖晃、震動的影響。氖氣在管道中輸送，管路設(shè)計布局允許彎曲，因而其系統(tǒng)的設(shè)計更具彈性。另外和傳統(tǒng)白熾燈相比，其響應快200毫秒。    目前氖燈的成本問題還沒有解決，大規(guī)模使用暫且還不能被接受。    5.激光燈    Visteon正在研制激光尾燈技術(shù)，以取代LED作為信號燈。這種激光燈通過二極管發(fā)射激光，其燈體比普通燈具薄2Omm，隨