前照灯知识介绍.docx

前照灯一、对前照灯的照明要求由于汽车前照灯的照明效果直接影响着夜间交通安全， 故世界各国文 通管理部门多以法律形式规定了汽车前照灯的照明标准，以确保夜间 行车的安全，其基本要求如下：1）前照灯应保证车前有明亮而均匀的照明，使驾驶员能看清车前 lOOm内路面上的障碍物随着汽车行驶速度的提高，对汽车前照灯 的照明距离也相应要求越来越远，现代高速汽车其照明距离应达到 200m 〜250m2）前照灯应能防止眩目，以免夜间两车相会时，使对方驾驶员眩目， 而造成交通事故二、前照灯的光学系统前照灯的光学系统包括反射镜，配光镜和灯泡三部分1 .反射镜反射镜一般用0. 6mm — 0. 8mm的薄钢板冲压而成，近年来已有用 热固性塑料制成的反射镜反射镜的表面形状呈旋转抛物面，如图 5 —1所示其内表面镀银、铝或镀铭，然后抛光由于镀铝的反射系 数可以达到94%以上，机械强度也较好，故现在一般采用真空镀铝由于前照灯灯泡灯丝发出的光度有限， 功率仅40W〜60W如无反射 镜，只能照清汽车灯前6m左右的路面而有了反射镜之后，使前照 灯照距可达150m或更远因此反射镜的作用就是将灯泡的光线聚合 并导向前方如图5―2所示，灯丝位于焦点F上，灯丝的绝大部分 光线向后射在立体角4开〜QJ范围内，经反射镜反射后变成平行光 束射向远方，使光度增强几百倍，甚至上千倍，达20000cd〜40000cd 以上，从而使车前150m,甚至400m内的路面照得足够清楚。

从灯 丝射出的位于立体角4开〜w范围内的光线则向各方散射散射向侧 方和下方的部分光线，可照明车前 5m〜10m的路面和路缘而其余 部分光线散向上方，则完全无用图5・2反射镜的聚光作用2 .配光镜配光镜又称散光玻璃，它是用透光玻璃压制而成，是很多块特殊的棱 镜和透镜的组合，其几何形状比较复杂，外形一般为圆形和矩形，如 图5—3所示配光镜的作用是将反射镜反射出的平行光束进行折射， 使车前路面和路缘都有良好而均匀的照明 近年来已开始使用塑料配 光镜，不但重量轻且耐冲击性能好IIIIIIHEHI^IIIIIIIIIIN雁雁堆E的川Illi?知删My公哇野薛澧牌出哇N wii 晦谭昨 miiiiii5-3配光镜3 .灯泡目前汽车前照灯的灯泡有下列三种：1）白炽灯泡：其灯丝用鸨丝制成（鸨的熔点高、发光强）但由于鸨丝 受热后会蒸发，将缩短灯泡的使用寿命因此制造时，要先从玻璃泡 内抽出空气，然后充以约86%的鼠和约1. 4%的氮的混合惰性气体在充气灯泡内，由于惰性气体受热后膨胀会产生较大的压力， 这样可 减少鸨的蒸发，故能提高灯丝的温度，增强发光效率，从而延长灯泡 的使用寿命为了缩小灯丝的尺寸，常把灯丝制成紧密的螺旋状，这对聚合平行光 束是有利的，白炽灯泡的结构如图 5— 4a所示。

a)切图5.4前照灯的灯泡a）白炽灯泡b）卤铛灯泡1-配光屏2—近光灯丝3一远光灯丝4 一灯壳 5一定焦盘6一灯头 7—插片2）卤鸨灯泡：虽然白炽灯泡的灯丝周围抽成真空并充满了惰性气体， 但是灯丝的鸨仍然要蒸发，使灯丝损耗而蒸发出来的鸨沉积在灯泡 上，将使灯泡发黑近年来，国内外已使用了一种新型的电光源一卤 鸨灯泡（即在灯泡内所充惰性气体中渗入某种卤族元素），其结构如图 5—4b所示卤族元素（简称卤素）是指碘、澳、氯、氟等元素卤鸨灯泡是利用卤鸨再生循环反应的原理制成的卤鸨再生循环的基 本作用过程是：从灯丝上蒸发出来的气态鸨与卤素反应生成了一种挥发性的卤化鸨，它扩散到灯丝附近的高温区又受热分解， 使鸨重新回到灯丝上，被释放出来的卤素继续扩散参与下一次循环反应，如此周 而夏始地循环下去，从而防止了鸨的蒸发和灯泡的黑化现象卤鸨灯泡尺寸小，泡壳用耐高温、机械强度较高的石英玻璃或硬玻璃 制成，所以充人惰性气体的压力较高且因工作温度高，灯内的工作 气压将比其他灯泡高很多，故鸨的蒸发也受到更为有力的抑制 在相 同功率下，卤鸨灯的亮度为白炽灯的1. 5倍，寿命长2〜3倍现在使用的卤素一般为碘或澳，称为碘鸨灯泡或澳鸨灯泡。

我国目前 生产的是澳鸨灯泡3）高压放电氤灯：高压放电氤灯的组件系统由弧光灯组件、电子控制器、升压器三部分组成图5—5是外形及原理图中科及穗保唯注t)时图高压放电能灯外形及原:现示意图 妹心 b）昭理示意图灯泡发出的光色和日光灯非常相似，亮度是卤鸨灯泡的三倍左右，使 用寿命是卤鸨灯泡的五倍高压放电氤灯克服了传统灯泡的缺陷， 几 万伏的高压使得其光亮强度增加，完全满足汽车夜间高速行驶的需 要这种灯的灯泡里没有灯丝，取而代之的是装在石英管内的两个电 极，管内充有氮气及微量金属元素（或金属卤化物）在电极加上数万 伏的引弧电压后，气体开始电离而导电，气体原子即处于激发状态， 使电子发生能级跃迁而开始发光，电极间蒸发少量水银蒸气，光源立 即引起水银蒸气弧光放电，待温度上升后再转入卤化物弧光灯工作 三、前照灯防眩目措施前照灯的灯泡功率足够大而光学系统设计得又十分合理时，可明亮而 均匀地照明车前150m甚至400m以内的路面但是前照灯射出的强 光会使迎面来车驾驶员眩目所谓“眩目”是指人的眼睛突然被强光 照射时，由于视神经受刺激而失去对眼睛的控制，本能地闭上眼睛， 或只能看到亮光而看不见暗处物体的生理现象。

这时很易发生交通事 故为了避免前照灯的眩目作用，保证汽车夜间行车安全，一般在汽车上 都采用双丝灯泡的前照灯灯泡的一根灯丝为“远光”，另一根为“近 光”远光灯丝功率较大，位于反射镜的焦点；近光灯丝功率较小， 位于焦点上方（或前方）当夜间行驶无迎面来车时，可按用远光灯丝， 使前照灯光束射向远方便于提高车速当两车相遇时，接用近光灯 丝，使光束倾向路面，从而避免迎面来车驾驶员的眩目，并使车前 50m内的路面也照得十分清晰国内外生产的双丝灯泡的前照灯， 按近光的配光不同，分为对称形和 非对称形两种不同的配光制1 .对称形配光（SAE方式）远光灯丝位于反射镜的焦点上，而近光灯丝则位于焦点的上方并稍向 右偏移（从灯泡向反射镜看去）其工作情况如图5—6所示孙b）图56对称型配光前照灯的工作情况 6远光平射b）近光倾向下方当接用远光灯丝时，灯丝发出的光线经反射镜反射后，沿光学轴线平 行射向远方（图5-6a）当接用近光灯丝时，射到反射镜 bab,上的光 线由反射镜反射后倾向路面（图5-6b）,而射到反射镜bc和61c,（由 焦点平面66,到端面）上的光线反射后倾向上方，但倾向路面的光线 占大部分，从而减小了对迎面来车的驾驶员的眩目作用。

美国、日本采用这一配光方式2 .非对称形配光（ECE方式）远光灯丝位于反射镜的焦点处，近光灯丝位于焦点前方且稍高出光学 轴线，具下方装有金属配光屏，其工作情况如图 5—7所示由近光 灯丝射向反射镜上部的光线，反射后倾向路面，而配光屏挡住了灯丝射向反射镜下半部的光线，故没有向上反射能引起眩目的光线图5-7装有金属配光屏的双丝灯泡的工作情况1 一近光灯丝2一配光屏3—远光灯丝配光屏安装时偏转一定的角度，左侧边缘倾斜 15使近光的光形有一条明显的明暗截止线，如图5—8所示，或使近光的光形向上成 45度斜线至水平钱垂直距25cm转向水平的折线此配光性能是在前照灯基准中心前25m,过HV点的铅垂配光屏幕上测定的 在配光屏 幕上的照度限值应符合表5-1的规定图5-8 ECE方式非对称型配光（尺寸：mm;测定距离：25m）区域III是一个明显的暗区，该区 B50L点表示相距50m处迎面来车驾驶员眼睛的位置，由于此点光的照度值规定的很低 （最大值为0. 3Lx）,所以可避免迎面来车驾驶员的眩目这种非对称形的配光性能，称为欧洲式配光，符合联合国欧洲经济委员会制订的ECE标准、所以又称EC正方式，是比较理想的配光，已被世界公认，我国已采用。

表5-1配光屏幕上的照度限值（Lx）测试点或白炽前照灯卤鸨前照灯测试区域最大值最小值最大值最小值：B50L0. 30. 3、 0. 4①--75R61275L1250R61250L1550V625L1. 5225R1. 52田区任何占J \\、0. 70. 7IV区任何占J \\、23I区任何点202E50R①单近光为0. 3;远近光为0. 4②E50R为实测照度近来，国外又发展了一种更优良的光形，其近光光形如图5—9所示 明暗截止线呈Z形故称Z形配光，不仅可以避免迎面来车驾驶员 的眩目，还可以防止迎面而来的行人和非机动车使用者的眩目，更加保证了汽车夜间行驶的安全5-9 Z型非对称配光示意随着汽车行驶速度的提高，有些载重汽车、公共汽车，特别是轿车上,多采用四个前照灯，并排装在同一高度上一般外侧灯为双丝灯泡、 内侧灯为单丝远光当需要远光时，四个前照灯都亮，以加强照明效 果东风EQ1090型汽车则相反，其中内侧的两个前照灯为双丝灯泡， 外侧为单丝远光灯泡，其光束偏向外侧，在山区行驶时，可使视野增 大四、前照灯的控制为保证行车照明的安全与方便，减轻驾驶员的劳动强度近年来，出 现了多种新型的灯光控制系统，常用的有日间行车自动点亮系统、 光 束调整系统、延时控制等。

1 .自动点亮系统 自动点亮系统的控制电路如图5—10所示点火开关门开H|ON用 n 开 美光电二帙管触发器电源供给QNj」小前黑灯比小更高 时报退电 踣*除触发器良值表打开关¥以94夜间检（W 延退电路明 也尾灯ECU前照灯漏光开关图5J0前照灯自动点亮系统的控制电路当前照灯开关位于AUTO位置时，由安装在仪表板上部的光传感器检测周围的光线强度，自动控制灯光的点亮其工作原理如下：当车门关闭，点火开关处于 ON状态时，触发器控制晶体管 VT,导 通，为灯光自动控制器提供电源⑴周围环境明亮时当周围环境的亮度比夜幕检测电路的熄灯照度 1（约5501x）及夜间检 测电路的熄灯照度L:（约2001x）更亮时，夜幕检测电路与夜间检测 电路都输出低电平，晶体管 V 丁 2和VT3截止，所有灯都不工作 （2）夜幕及夜间时当周围环境的亮度比夜幕检测电路的点灯照度 L1（约1301x）暗时，夜 幕检测电路输出高电平，使 VT2导通，点亮尾灯当变成更暗的状 态，达到夜间点灯电路的点灯照度 L3（约501x）以下时，夜间检测电 路输出高电平，此时，延迟电路也输出高电压，使晶体管VT3导通，前照灯继电器动作，点亮前照灯。

3）接通后周围亮度变化时在前照灯点亮时，由于路灯等原因使得周围环境变为明亮的情况下，夜间检测电路的输出变为低电平但在延迟电路的作用下，在时间T期间，VT3仍保持导通状态，所以前照灯不熄灭在周围的亮度比夜 幕检测电路的熄灯照度1更亮的情况下（如白天汽车从隧道驶出来）从 夜幕检测电路输出低电乎，从而解除延迟电路，尾灯和前照灯都立即 熄灭4）自动熄灯点火开关断开，使发动机停止工作时，触发器S端子断电处于低电平但是，触发器由+U供电，VT2仍是导通状态，因为出发器 R端子上 也是低电平，不能改变触发器的输出端 Q的状态在这种状态下打 开车门时，触发器R端子上。